Diseño de un Robot Elevador para el Transporte Repetitivo de Material entre Pisos con Compensación de Gravedad Ajustable
Autores: Kwak, Byungseo; Lim, Seungbum; Suh, Jungwook
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de un Robot Elevador para el Transporte Repetitivo de Material entre Pisos con Compensación de Gravedad Ajustable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sistemas de transporte de materiales
Sistemas robóticos
Robot de elevación
Mecanismo de compensación de gravedad
Eficiencia operativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La construcción de edificios de gran altura requiere sistemas de transporte de materiales eficientes y fiables para mejorar la productividad y reducir las tareas que requieren mucho trabajo. Los métodos tradicionales, como grúas y ascensores, se utilizan ampliamente, pero a menudo están limitados por altos costos y restricciones espaciales. Se han explorado sistemas robóticos basados en manipuladores como alternativas; sin embargo, requieren algoritmos de control complejos y tienen dificultades en entornos de construcción confinados. Para abordar estos desafíos, proponemos un robot elevador diseñado para el transporte de materiales interplanta repetitivo en sitios de construcción. El sistema propuesto integra un enlace de paralelogramo doble conectado por engranajes con un mecanismo de manivela-brazo oscilante, lo que permite una operación de un grado de libertad (1-DOF) para un control simplificado y una posicionamiento preciso. Además, se implementa un mecanismo de compensación de gravedad basado en un resorte y cable para reducir el par del actuador, mejorando la eficiencia energética y la estabilidad estructural. Se fabricó un prototipo y se realizó una validación experimental para evaluar la reducción del par, la precisión de posicionamiento y el rendimiento estructural. Los resultados demuestran que el sistema propuesto minimiza eficazmente el par de conducción, mejora la estabilidad en el manejo de cargas y aumenta la eficiencia operativa general. Este estudio proporciona una base para desarrollar soluciones de elevación automatizadas en la construcción, contribuyendo a reducir la carga de trabajo de los trabajadores y aumentar la productividad.
Descripción
La construcción de edificios de gran altura requiere sistemas de transporte de materiales eficientes y fiables para mejorar la productividad y reducir las tareas que requieren mucho trabajo. Los métodos tradicionales, como grúas y ascensores, se utilizan ampliamente, pero a menudo están limitados por altos costos y restricciones espaciales. Se han explorado sistemas robóticos basados en manipuladores como alternativas; sin embargo, requieren algoritmos de control complejos y tienen dificultades en entornos de construcción confinados. Para abordar estos desafíos, proponemos un robot elevador diseñado para el transporte de materiales interplanta repetitivo en sitios de construcción. El sistema propuesto integra un enlace de paralelogramo doble conectado por engranajes con un mecanismo de manivela-brazo oscilante, lo que permite una operación de un grado de libertad (1-DOF) para un control simplificado y una posicionamiento preciso. Además, se implementa un mecanismo de compensación de gravedad basado en un resorte y cable para reducir el par del actuador, mejorando la eficiencia energética y la estabilidad estructural. Se fabricó un prototipo y se realizó una validación experimental para evaluar la reducción del par, la precisión de posicionamiento y el rendimiento estructural. Los resultados demuestran que el sistema propuesto minimiza eficazmente el par de conducción, mejora la estabilidad en el manejo de cargas y aumenta la eficiencia operativa general. Este estudio proporciona una base para desarrollar soluciones de elevación automatizadas en la construcción, contribuyendo a reducir la carga de trabajo de los trabajadores y aumentar la productividad.