Cinemática Instantánea y Espacio de Trabajo Libre de Singularidades de Manipuladores Paralelos 3-XXRRU
Autores: Simas, Henrique; Di Gregorio, Raffaele; Simoni, Roberto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Cinemática Instantánea y Espacio de Trabajo Libre de Singularidades de Manipuladores Paralelos 3-XXRRU
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Manipuladores
Paralelos
Familia
Actuadores
Cinemática
Espacio de trabajo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Los manipuladores paralelos 3-XXRRU (PMs) constituyen una familia de PMs con seis grados de libertad (DOF) con tres extremidades del tipo XXRRU, donde R y U representan un par rotativo y una articulación universal, respectivamente, y XX indica cualquier mecanismo actuado de dos DOF que mueve el eje del primer par R. Los miembros de esta familia comparten el hecho de que todos se convierten en estructuras 3-RRU particulares cuando los actuadores están bloqueados. Aprovechando esta característica, el presente documento propone un enfoque general, que se aplica a todos los miembros de esta familia, para analizar la cinemática instantánea, el espacio de trabajo y el rendimiento quinesiostático de cualquier PM 3-XXRRU. Los resultados de este estudio incluyen la identificación de condiciones de singularidad sin referencia a un sistema de actuador específico, la propuesta de dos índices de rendimiento adimensional específicos que van de 0 a 1, la determinación del sistema de actuador óptimo y la demostración de que los PMs 3-XXRRU, cuando están adecuadamente dimensionados y actuados, poseen un amplio espacio de trabajo libre de singularidades que también es completamente isotrópico. Estos hallazgos tienen importancia en el contexto de la síntesis dimensional y el control de los PMs 3-XXRRU. Además, cuando se combinan con las soluciones en forma cerrada para su análisis posicional, como se demostró en una publicación anterior de los mismos autores, los PMs 3-XXRRU emergen como alternativas intrigantes a otros PMs de seis DOF. La eficacia del enfoque propuesto se ilustra aún más a través de un estudio de caso.
Descripción
Los manipuladores paralelos 3-XXRRU (PMs) constituyen una familia de PMs con seis grados de libertad (DOF) con tres extremidades del tipo XXRRU, donde R y U representan un par rotativo y una articulación universal, respectivamente, y XX indica cualquier mecanismo actuado de dos DOF que mueve el eje del primer par R. Los miembros de esta familia comparten el hecho de que todos se convierten en estructuras 3-RRU particulares cuando los actuadores están bloqueados. Aprovechando esta característica, el presente documento propone un enfoque general, que se aplica a todos los miembros de esta familia, para analizar la cinemática instantánea, el espacio de trabajo y el rendimiento quinesiostático de cualquier PM 3-XXRRU. Los resultados de este estudio incluyen la identificación de condiciones de singularidad sin referencia a un sistema de actuador específico, la propuesta de dos índices de rendimiento adimensional específicos que van de 0 a 1, la determinación del sistema de actuador óptimo y la demostración de que los PMs 3-XXRRU, cuando están adecuadamente dimensionados y actuados, poseen un amplio espacio de trabajo libre de singularidades que también es completamente isotrópico. Estos hallazgos tienen importancia en el contexto de la síntesis dimensional y el control de los PMs 3-XXRRU. Además, cuando se combinan con las soluciones en forma cerrada para su análisis posicional, como se demostró en una publicación anterior de los mismos autores, los PMs 3-XXRRU emergen como alternativas intrigantes a otros PMs de seis DOF. La eficacia del enfoque propuesto se ilustra aún más a través de un estudio de caso.