Descripción: |
En este trabajo de Tesis se obtuvo el modelo matemático de un robot
paralelo de seis grados de libertad y estructura 6-RSS ubicado en el Instituto
Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE):
Se revisó la estructura del robot paralelo; es decir, qué eslabones
y articulaciones lo conforman, sus características y cómo este
conjunto determina los grados de libertad del mecanismo. Así mismo
se describió su geometría en función de una serie de
parámetros que permiten aplicar el análisis del robot a cualquier
implementación de dicha estructura, no sólo a la construida
en el INAOE.
Se describió la cinemática del robot basada en su estructura
y geometría. Es decir, se analizó la posición y
orientación de la plataforma del robot por métodos
geométricos resolviéndose así los problemas
cinemáticos directo e inverso. Así mismo, también fue
descrito el espacio de trabajo del robot determinado por las limitantes
geométricas y mecánicas, siendo estas últimas impuestas
por las restricciones de rotación en las rótulas. A partir
de ambas limitantes se obtuvieron inecuaciones que representan sólidos
tridimensionales dentro de los cuales la plataforma puede ser posicionada
y orientada. Además, se realizó un análisis de relaciones
de velocidad y aceleración entre los elementos del robot, el cual
puede ser usado para la generación de trayectorias y movimientos.
Se describió la dinámica directa e inversa del robot mediante
el método del trabajo virtual. Es decir, se determinaron las fuerzas
y torques necesarios para la realización de un determinado movimiento.
De esta manera, se completó el análisis dinámico del
mecanismo.
Finalmente, se simuló tanto la cinemática como la dinámica
del mecanismo. En el primer caso se desarrolló un simulador en 3D
del robot basado en la plataforma Java en conjunto con OpenGL y controlado
mediante un Joystick. Dicho simulador permite aplicar el análisis
cinemático para la localización de la plataforma en sentido
directo e inverso, grafica un sólido tridimensional translúcido
que representa el espacio de trabajo definido mediante limitantes
geométricas y muestra el movimiento de las rótulas consideradas
con restricciones de giro. En el segundo caso se desarrollaron programas
en Matlab correspondientes a la dinámica directa y a la dinámica
inversa, validándose sus resultados mediante la simulación
del mecanismo en la herramienta SimMechanics de Matlab.
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