Análisis cinemático de un robot de entrenamiento de patinaje con tracción de cuerdas paralelas
Autores: Shi, Jizu; Xia, Yuxin; Luan, Zhengrong; Xu, Zhongcheng; Wang, Baihang; Liu, Tianzhuo
Idioma: Inglés
Editor: Vesna Alar
Año: 2026
Acceso abierto
Análisis cinemático de un robot de entrenamiento de patinaje con tracción de cuerdas paralelas
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Citaciones: Ingeniería mecánica aplicada: Diseño, manufactura y simulación
Este artículo propone un novedoso robot de entrenamiento de patinaje basado en tracción paralela por cuerdas, diseñado para optimizar el rendimiento competitivo y la seguridad de los atletas. El sistema integra principios avanzados de ingeniería de materiales, empleando una aleación de aluminio 7075-T6 para el chasis, acero para rodamientos GCr15 con tratamiento de nitruración en las poleas y cables de acero de ultra alta resistencia (grado 1960 MPa) fabricados mediante trefilado en frío para minimizar la elongación elástica bajo cargas dinámicas intensas. El estudio desarrolla un modelo geométrico utilizando ángulos de Euler para definir la actitud de la plataforma móvil, resolviendo la cinemática directa mediante el método iterativo de NewtonRaphson. Las simulaciones en MATLAB validaron la precisión del algoritmo, obteniendo un error máximo de pose inferior al 1 % (0.95 %), lo cual es suficiente para replicar posturas biomecánicas complejas con alta fidelidad. La contribución científica principal reside en la integración sistemática de una arquitectura de ocho cables con componentes metalurgicamente optimizados, estableciendo un marco de diseño transferible a otros sistemas robóticos que operan bajo condiciones de fatiga y cargas dinámicas elevadas.
Este artículo propone un novedoso robot de entrenamiento de patinaje basado en tracción paralela por cuerdas, diseñado para optimizar el rendimiento competitivo y la seguridad de los atletas. El sistema integra principios avanzados de ingeniería de materiales, empleando una aleación de aluminio 7075-T6 para el chasis, acero para rodamientos GCr15 con tratamiento de nitruración en las poleas y cables de acero de ultra alta resistencia (grado 1960 MPa) fabricados mediante trefilado en frío para minimizar la elongación elástica bajo cargas dinámicas intensas. El estudio desarrolla un modelo geométrico utilizando ángulos de Euler para definir la actitud de la plataforma móvil, resolviendo la cinemática directa mediante el método iterativo de NewtonRaphson. Las simulaciones en MATLAB validaron la precisión del algoritmo, obteniendo un error máximo de pose inferior al 1 % (0.95 %), lo cual es suficiente para replicar posturas biomecánicas complejas con alta fidelidad. La contribución científica principal reside en la integración sistemática de una arquitectura de ocho cables con componentes metalurgicamente optimizados, estableciendo un marco de diseño transferible a otros sistemas robóticos que operan bajo condiciones de fatiga y cargas dinámicas elevadas.