Modelo cinematico robot paralelo tres grados de libertad

Modelo Cinemático para Robot Paralelo
de tres grados de libertad

Autor: Yusniel Ricardo López

2008
‘‘Año 50 de la Revolución’’
Tarea Técnica

1. Revisión bibliográfica del tema relacionado con el modelado cinemático de estructuras robóticas paralelas, haciendo énfasis en las de tres grados de libertad.

2. Estudio de las características y análisis dela plataforma de tres grados de libertad desarrollada por SIMPRO.

3. Desarrollo del modelo geométrico de la plataforma y definición de las variables necesarias para implementar la modelación de dicho sistema.

4.  Implementación de las ecuaciones que responden al modelo cinemático tanto directo como inverso de la estructura robótica.

5. Programación de las ecuaciones y simulaciónde los resultados.

6. Redacción del informe final.

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Resumen

El interés por los robots paralelos ha aumentado considerablemente en los últimos años, hoy día estos mecanismos cumplen disímiles aplicaciones, entre ellas una de las más extendidas es su uso enplataformas de simulación, que permiten desde el entrenamiento de personal calificado para operar naves espaciales, aéreas, marítimas o terrestres y hasta la experimentación de sensaciones inimaginables a través de distintos medios de entretenimiento. En este trabajo se desarrollaron los modelos cinemáticos inverso y directo aplicado a un robot paralelo de tres grados de libertad, que será empleadocon fines de entretenimiento, de gran aplicación en el sector turístico de nuestro país.

Se elaboró el modelo geométrico del sistema y se establecieron las variables para implementar el modelado cinemático. Paralelamente se diseñó el fichero geométrico en VRS como base para el desarrollo de las ecuaciones modelo cinemático sobre este paquete de software.

Basándonos en el modeladogeométrico se procedió a la obtención de las ecuaciones de la cinemática inversa y directa, las cuales fueron programadas en el Matlab y validadas a partir de la simulación efectuada en este mismo software.

Principales Notaciones Empleadas

− Pa: paralelogramo.

− S: articulación esférica.

− U: articulación universal.

− R: articulación rotacional.

− P: articulación prismática.

− EF:efector final.

− La: largo de la base de la plataforma en mm.

− Wa: ancho de la base de la plataforma en mm.

− Lb: largo del efector final en mm.

− Wb: ancho del efector final en mm.

− (O, x, y, z): sistema de referencia fijo.

− (O(, x(, y(, z(): sistema de referencia móvil.

− P: punto situado en el centro del sistema de referencia móvil.

− [pic]: vector que representa elpistón 1.

− [pic]: vector que representa el pistón 2.

− [pic]: vector que representa el pistón 3.

− A1A2A3: puntos que conforman el plano la base de la plataforma.

− B1B2B3: puntos que conforman el plano del efector final.

− A1C1: extremidad articulada actuada que contiene el pistón No.1.

− A2B2: extremidad articulada actuada que contiene el pistón No.2.

− A3B3: extremidadarticulada actuada que contiene el pistón No.3.

−[pic]: Matriz de rotación de los ángulos de Euler (Convención X-Y-Z)

− Li: Distancia entre los extremos de la cadena articulada i-esima

− Desp 1: elongación del cilindro 1 en mm.

− Desp 2: elongación del cilindro 2 en mm.

− Desp 3: elongación del cilindro 3 en mm.

− θ: ángulo de alabeo del efector final. (Rotación alrededor del ejex)

− φ: ángulo de cabeceo del efector final. (Rotación alrededor del eje y)

− ψ: ángulo de guiñada del efector final. (Rotación alrededor del eje z)

Índice

Introducción 1

Capítulo I Estado del Arte de la Robótica Paralela 4

1.1 Antecedentes 4

1.2 La robótica paralela en Cuba 8

1.3 Configuraciones estructurales de los robots paralelos 10

1.3.1 Robots...