Análisis cinemático de un mecanismo espacial accionado por cables y su mecanismo híbrido equivalente para trayectoria elíptica
Autores: Wu, Li; Liu, Xuan; Wang, Mingjun; Zhao, Dengbiao; Tang, Lewei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis cinemático de un mecanismo espacial accionado por cables y su mecanismo híbrido equivalente para trayectoria elíptica
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mecanismo paralelo híbrido de cable guiado propuesto
Análisis cinemático
Teoría de tornillos
Grados de libertad
Fórmula de Grübler-Kutzbach
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se propone un mecanismo paralelo impulsado por cables en una disposición de cables en forma de V. Se simplifica aún más como un mecanismo paralelo híbrido impulsado por cables en un plano para analizar su cinemática, que consiste en dos cadenas de cables activas idénticas y un mecanismo de deslizamiento cruzado pasivo. Con el fin de investigar los grados de libertad (DoFs) del mecanismo híbrido utilizando la teoría de tornillos, las cadenas de cables se representan como cadenas rotacional-prismáticas-rotacionales (RPR). Las parejas de movimiento de todas las cadenas se denotan de acuerdo con la teoría de tornillos. En primer lugar, se determina el número y los tipos de DoFs de cada cadena. Luego, se calculan el número y los tipos de DoFs para el mecanismo híbrido. Además, el resultado teórico se verifica utilizando la fórmula modificada de Grübler-Kutzbach (G-K). Se muestra que el único DoF del mecanismo equivalente es una rotación con un eje que cambia continuamente, lo cual es consistente con el mecanismo impulsado por cables en forma de V con trayectorias elípticas. Finalmente, se lleva a cabo el análisis cinemático del mecanismo de deslizamiento cruzado impulsado por dos cables. La longitud, velocidad y aceleración de los cables se obtienen a partir de cálculos numéricos en MATLAB, y los resultados se demuestran utilizando simulación en ADAMS.
Descripción
En este artículo, se propone un mecanismo paralelo impulsado por cables en una disposición de cables en forma de V. Se simplifica aún más como un mecanismo paralelo híbrido impulsado por cables en un plano para analizar su cinemática, que consiste en dos cadenas de cables activas idénticas y un mecanismo de deslizamiento cruzado pasivo. Con el fin de investigar los grados de libertad (DoFs) del mecanismo híbrido utilizando la teoría de tornillos, las cadenas de cables se representan como cadenas rotacional-prismáticas-rotacionales (RPR). Las parejas de movimiento de todas las cadenas se denotan de acuerdo con la teoría de tornillos. En primer lugar, se determina el número y los tipos de DoFs de cada cadena. Luego, se calculan el número y los tipos de DoFs para el mecanismo híbrido. Además, el resultado teórico se verifica utilizando la fórmula modificada de Grübler-Kutzbach (G-K). Se muestra que el único DoF del mecanismo equivalente es una rotación con un eje que cambia continuamente, lo cual es consistente con el mecanismo impulsado por cables en forma de V con trayectorias elípticas. Finalmente, se lleva a cabo el análisis cinemático del mecanismo de deslizamiento cruzado impulsado por dos cables. La longitud, velocidad y aceleración de los cables se obtienen a partir de cálculos numéricos en MATLAB, y los resultados se demuestran utilizando simulación en ADAMS.