Análisis de Velocidad y Singularidad de un Manipulador Híbrido Paralelo-Serial de 5 Grados de Libertad (3T2R)
Autores: Laryushkin, Pavel; Antonov, Anton; Fomin, Alexey; Essomba, Terence
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de Velocidad y Singularidad de un Manipulador Híbrido Paralelo-Serial de 5 Grados de Libertad (3T2R)
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Análisis
Manipulador
Velocidad
Singularidad
Teoría de tornillos
Llaves
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta el análisis de velocidad y singularidad para un manipulador paralelo-serial de cinco grados de libertad (5-DOF). La estructura híbrida del manipulador combina una parte paralela en forma de trípode y una parte serial, representada como dos carros que se mueven en direcciones perpendiculares. Este manipulador proporciona a su efector final un patrón de movimiento 3T2R, que incluye tres traducciones independientes y dos rotaciones independientes. Primero, el estudio discute brevemente el diseño del manipulador y los resultados del análisis de posición. Estos resultados forman la base para el posterior análisis de velocidad y singularidad, realizado mediante la teoría de tornillos. Las coordenadas de tornillo de los giros unitarios se escriben para cada articulación del manipulador, y luego, a través del enfoque de tornillo recíproco, se obtienen las fuerzas de actuación y restricción del manipulador mediante una simple inspección. Basado en estos giros y fuerzas, el artículo forma la ecuación de velocidad y muestra un ejemplo del análisis de velocidad inversa para una trayectoria dada del efector final. El mismo ejemplo se resuelve mediante diferenciación numérica para verificar el enfoque propuesto. A continuación, el artículo investiga configuraciones singulares analizando el sistema de fuerzas del manipulador y presenta varias condiciones para singularidades seriales y paralelas. Cada condición tiene tanto una representación simbólica, dada por una ecuación para las coordenadas de tornillo de ciertas fuerzas, como una representación visual, que muestra el manipulador en una configuración singular.
Descripción
Este artículo presenta el análisis de velocidad y singularidad para un manipulador paralelo-serial de cinco grados de libertad (5-DOF). La estructura híbrida del manipulador combina una parte paralela en forma de trípode y una parte serial, representada como dos carros que se mueven en direcciones perpendiculares. Este manipulador proporciona a su efector final un patrón de movimiento 3T2R, que incluye tres traducciones independientes y dos rotaciones independientes. Primero, el estudio discute brevemente el diseño del manipulador y los resultados del análisis de posición. Estos resultados forman la base para el posterior análisis de velocidad y singularidad, realizado mediante la teoría de tornillos. Las coordenadas de tornillo de los giros unitarios se escriben para cada articulación del manipulador, y luego, a través del enfoque de tornillo recíproco, se obtienen las fuerzas de actuación y restricción del manipulador mediante una simple inspección. Basado en estos giros y fuerzas, el artículo forma la ecuación de velocidad y muestra un ejemplo del análisis de velocidad inversa para una trayectoria dada del efector final. El mismo ejemplo se resuelve mediante diferenciación numérica para verificar el enfoque propuesto. A continuación, el artículo investiga configuraciones singulares analizando el sistema de fuerzas del manipulador y presenta varias condiciones para singularidades seriales y paralelas. Cada condición tiene tanto una representación simbólica, dada por una ecuación para las coordenadas de tornillo de ciertas fuerzas, como una representación visual, que muestra el manipulador en una configuración singular.