DINÂMICA DE UM MANIPULADOR ROBÓTICO FLEXÍVEL

Abstract

Apresentamos uma formulação de um robô-manipulador como uma viga em rotação engastada num eixo fixo que tem uma parte rígida de comprimento variável e uma parte flexível, com uma carga no extremo livre. O movimento é decomposto em duas partes: um movimento global rígido e outro devido a deformações da viga em torno de uma configuração variável. Para possibilitar futuro controle na estrutura simplificamos o modelo supondo que a parte flexível da viga com respeito a um referencial móvel sofre apenas pequenas deformações. A contribuição principal da tese consiste no desenvolvimento de um código simbólico-numérico. A formulação da dinâmica, a partir do lagrangeano e das forças generalizadas é feita simbolicamente. As equações são discretizadas no espaço pelo método dos elementos finitos e as matrizes de massa, rigidez, amortecimento e as forças generalizadas são construídas simbolicamente por elemento e então montadas, sendo que todo este processo é automático.The formulation of a manipulator robot is presented as a rotating beam which is clamped in a fixed shaft and hás a stiff parto f variable length and a flexible part with na applied load at the free end. The motion is decomposed in two parts: a global rigid motion and another one due to beam deformations around a variable configuration. Looking forward to controlling the structure, the model is simplified with the assumption that the flexible part of beam suffers only small deformations with respect to a moving reference frame. The main contribution of this thesis consists in the development of a symbolic-numerical code. The dynamics formualtion obtained through the Lagrangean and generalized forces in computed symbolically. The equations are written in discrete form in PI2 using the finite element method and the mass steffness, damping and generalized forces matrices are symbolically constructed by element and then assembled, the whole process being automatic