Calculadora de Dinàmica Robòtica

Robot planar de 2 graus de llibertat
🧠 Conceptes de dinàmica robòtica

1️⃣ Matriu d’inèrcia M(q)

Aquesta matriu mostra com la massa i la geometria del robot afecten la resposta a les acceleracions.

Intuïció: M(q)·q̈ ens diu quina força cal aplicar per aconseguir una acceleració concreta tenint en compte totes les masses i braços.

2️⃣ Forces de Coriolis i centrífugues C(q, q̇)

Aquestes forces apareixen només quan el robot es mou:

Intuïció: sense compensar-les, el robot podria moure’s inesperadament. C(q,q̇)·q̇ suma totes aquestes forces inercials.

3️⃣ Vector de gravetat g(q)

Mostra quines forces cal aplicar per mantenir el robot en posició contra la gravetat:

Intuïció: g(q) indica els esforços necessaris si el robot estigués estàtic i només la gravetat actués.

4️⃣ Moments totals τ

Els moments τ són la suma de tots els esforços necessaris:

$$\tau = M(q)\ddot q + C(q,\dot q)\dot q + g(q)$$
Això significa: forces per accelerar + forces inercials + forces per gravetat.

💡 Resum visual

M·q̈: accelera les articulacions segons la seva inèrcia.
C·q̇: ajusta per forces que apareixen només amb moviment.
g(q): compensa la gravetat.

Paràmetres

Estat instantani

Resultats i passos

Prem "Calcular" per veure les matrius i els passos.

Fórmules

$$\tau = M(q)\ddot q + C(q,\dot q)\dot q + g(q)$$
$$M(q)= \begin{bmatrix} I_1 + I_2 + m_1 r_1^2 + m_2\left(a_1^2 + r_2^2 + 2 a_1 r_2 \cos(q_2)\right) & I_2 + m_2\left(r_2^2 + a_1 r_2 \cos(q_2)\right) \\ I_2 + m_2\left(r_2^2 + a_1 r_2 \cos(q_2)\right) & I_2 + m_2 r_2^2 \end{bmatrix} $$ $$C(q,\dot q)= \begin{bmatrix} -m_2 a_1 r_2 \sin(q_2)\,\dot q_2 & -m_2 a_1 r_2 \sin(q_2)\,(\dot q_1+\dot q_2) \\ m_2 a_1 r_2 \sin(q_2)\,\dot q_1 & 0 \end{bmatrix} $$ $$g(q)= \begin{bmatrix} (m_1 r_1 + m_2 a_1)\,g\,\cos(q_1) + m_2 r_2 g\,\cos(q_1+q_2) \\ m_2 r_2 g\,\cos(q_1+q_2) \end{bmatrix} $$