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Balanceo parcial del momento de sacudida de robots paralelos esféricos mediante un enfoque combinado de contrapeso y ajuste de parámetros cinemáticos

Autores: Yu, Hongfei; Qian, Zhiqin; Borugadda, Anil; Sun, Wei; Zhang, Wenjun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Balanceo parcial del momento de sacudida de robots paralelos esféricos mediante un enfoque combinado de contrapeso y ajuste de parámetros cinemáticos


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Robots paralelos esféricos
Momento de sacudida
Contrapeso
Parámetros cinemáticos
Equilibrio de fuerzas
Eficiencia computacional

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los robots paralelos esféricos (SPR) se utilizan ampliamente en industrias y en rehabilitación robótica. Diseñar tales sistemas para mejorar las propiedades de equilibrio sigue siendo un desafío. Este documento presenta un trabajo para minimizar el momento de sacudida de un SPR completamente equilibrado por fuerza, combinando el contrapeso (CW) y ajustando los parámetros cinemáticos (AKP). Se propone un modelo aproximado del momento de sacudida del SPR para la eficiencia computacional (específicamente permitiendo un algoritmo de optimización basado en gradientes disponible en MATLAB) sin perder mucha precisión. La efectividad del enfoque propuesto ha sido confirmada a partir de simulaciones, especialmente con el sistema de software SPACAR debido a su alta fiabilidad y fácil disponibilidad. Específicamente, el resultado de la simulación muestra que, en comparación con el SPR no equilibrado, el momento de sacudida del SPR equilibrado puede disminuir en más del 90%. Vale la pena mencionar que el enfoque AKP es un excelente ejemplo de mecatrónica al combinar la capacidad de replantear el movimiento de las articulaciones a partir del movimiento del efector final y ajustar los parámetros cinemáticos para redistribuir la masa de todo el robot con el fin de cancelar la fuerza de sacudida y la fuerza y momento de inercia inducidos por la sacudida hacia el suelo. En resumen, las principales contribuciones de este documento son: (1) un enfoque combinado de CW y AKP para el equilibrio parcial del momento del SPR mejorado con un modelo matemático simplificado del momento de sacudida del SPR, y (2) un nuevo diseño del SPR que puede estar completamente equilibrado por fuerza y parcialmente equilibrado por momento. Se toma nota de que el modelo simplificado está bajo la condición de que los parámetros del enlace tienen ciertas relaciones geométricas, lo cual es una limitación de nuestro enfoque.

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