UNA APLICACIÓN DE TEORÍA DE TORNILLOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE SINGULARIDADES EN UN NOVEDOSO ROBOT PARALELO RECONFIGURABLE

This paper reports the application of the screw theory as a tool for the determination of the singular configurations of a reconfigurable parallel robot composed of two parallel sub-manipulators. The Jacobian matrices of the robot, key elements for the identification of singularities, are easily determined when the input-output equation of velocity of the robot is obtained by the application of some screw theory basic operations. Through this application, the inverse, direct and combined singularities are clearly identified, and their graphical representations can be obtained almost intuitively.Este trabajo reporta la aplicación de teoría de tornillos como una herramienta para la determinación de las configuraciones singulares de un robot paralelo reconfigurable conformado por dos sub-manipuladores paralelos. Las matrices Jacobiana del robot, piezas fundamentales para la identificación de las singularidades, se determinan fácilmente cuando la ecuación de entrada y salida de velocidad del robot es obtenida a través de la aplicación de algunas operaciones básicas de teoría de tornillos. Mediante esta aplicación, las singularidades directas, inversas y combinadas son claramente identificadas, y su representación gráfica puede ser obtenida casi intuitivamente

UNA APLICACIÓN DE TEORÍA DE TORNILLOS PARA LA IDENTIFICACIÓN DE SINGULARIDADES EN UN NOVEDOSO ROBOT PARALELO RECONFIGURABLE

This paper reports the application of the screw theory as a tool for the determination of the singular configurations of a reconfigurable parallel robot composed of two parallel sub-manipulators. The Jacobian matrices of the robot, key elements for the identification of singularities, are easily determined when the input-output equation of velocity of the robot is obtained by the application of some screw theory basic operations. Through this application, the inverse, direct and combined singularities are clearly identified, and their graphical representations can be obtained almost intuitively.Este trabajo reporta la aplicación de teoría de tornillos como una herramienta para la determinación de las configuraciones singulares de un robot paralelo reconfigurable conformado por dos sub-manipuladores paralelos. Las matrices Jacobiana del robot, piezas fundamentales para la identificación de las singularidades, se determinan fácilmente cuando la ecuación de entrada y salida de velocidad del robot es obtenida a través de la aplicación de algunas operaciones básicas de teoría de tornillos. Mediante esta aplicación, las singularidades directas, inversas y combinadas son claramente identificadas, y su representación gráfica puede ser obtenida casi intuitivamente

Formación emprendedora de la facultad de Ingeniería Química (FIQ) 2015-2018

In this article we present the experience of Entrepreneurial Training of the Facultyof Chemical Engineering (FIQ) 2015-2018 is presented, which had as purpose to develop skills, talents and entrepreneurial attitudes in the students, faculty and administrative staff of the faculty to contribute to its growth personal and professional. The process began in September 2015 and since then three generations have been trained, with a total of 152 participants, of which: 12 teachers, 6 administrative employees, 124 students from first to fifth year of the Chemical Engineering career and graduates of the FIQ, as well as 10 students participating in other UNI careers, stories such as industrial, mechanical, agricultural, civil and architectural engineering. Taking place in March 2018, the first Graduation of Entrepreneurs in which 32 certificates of approval of the Entrepreneurial Training course and Design of Business Plans were delivered, with the presentation of 11 completed business plans.En este artículo se presenta la experiencia de Formación Emprendedora de la Facultad de Ingeniería Química (FIQ) 2015-2018, que tuvo como propósito desarrollar habilidades, talentos y actitudes emprendedoras en los estudiantes, personal docente y administrativo de la facultad para contribuir a su crecimiento personal y profesional. El proceso inició en septiembre del año 2015 y desde entonces se han formado tres generaciones, capacitando a un total de 152 participantes de los cuales: 12 han sido docentes, 6 participantes del personal administrativo, 124 estudiantes de primer a quinto año de la carrera de ingeniería química y egresados de la FIQ, así como 10 estudiantes que pertenecen a otras carreras de UNI, tales como, ingeniería Industrial, mecánica, agrícola, civil y arquitectura. Realizándose en marzo de 2018, la primer Graduación de Emprendedores en la cual se entregaron 32 diplomas de aprobación del curso Formación Emprendedora y Diseño de Planes de Negocios, con la presentación de 11 planes de negocios concluidos

Parallel robots with unconventional joints to achieve under-actuation and reconfigurability

The aim of the thesis is to define, analyze, and verify through simulations and practical implementations, parallel robots with unconventional joints that allow them to be under-actuated and/or reconfigurable. The new designs will be derived from the: * 6SPS robot (alternatively 6UPS or 6SPU, depending on the implementation) when considering the spatial case (i.e., robots with 3 degrees of freedom of rotation and 3 degrees of freedom of translation). * S-3SPS robot (alternatively S-3UPS or S-3SPU, depending on the implementation) when considering spherical robots (i.e., robots with 3 degrees of freedom of rotation). In both cases, we will see how, through certain geometric transformations, some of the standard joints can be replaced by lockable or non-holonomic joints. These substitutions permit reducing the number of legs (and hence the number of actuators needed to control the robot), without losing the robot's ability to bring its mobile platform to any position and orientation (in case of a spatial robot), or to any orientation (in case of a spherical robot), within its workspace. The expected benefit of these new designs is to obtain parallel robots with: * larger working spaces because the possibility of collisions between legs is reduced, and the number of joints (with their intrinsic range limitations) is also reduced; * lower weight because the number of actuators and joints is reduced; and * lower cost because the number of actuators and controllers is also reduced. The elimination of an actuator and the introduction of a motion constraint reduces in one the dimension of the space of allowed velocities attainable from a given configuration. As a result, it will be necessary, in general, to plan maneuvers to reach the desired configuration for the moving platform. Therefore, the obtained robots will only be suitable for applications where accuracy is required in the final position and a certain margin of error is acceptable in the generated trajectories.El objetivo de esta tesis es definir, analizar y verificar, mediante simulaciones e implementaciones prácticas, robots paralelos con articulaciones no-convencionales con el fin de incorporarles propiedades de sub-actuación y reconfigurabilidad. Los nuevos diseños se basaran en robots paralelos tipo: * 6SPS (alternativamente 6UPS o 6SPU, dependiendo de la implementación) para el caso de robot espacial (es decir, robots con 3 grados de libertad de rotación y de 3 grados de libertad de la traducción). * S-3SPS (alternativamente S-3UPS o S-3SPU, dependiendo de la implementación) para el caso de robot esférico (es decir, robots con 3 grados de libertad de rotación). En ambos casos, veremos cómo, a través de ciertas transformaciones geométricas, algunas de la articulaciones convencionales pueden ser sustituidas por articulaciones bloqueables o no holonómicos. Estas sustituciones permiten la reducción de la número de patas (y por tanto el número de actuadores necesarios para controlar el robot), sin perder la capacidad del robot para llevar su plataforma móvil a cualquier posición y orientación (en el caso de un robot espacial), o para cualquier orientación (en el caso de un robot esférico), dentro de su espacio de trabajo. El beneficio esperado de estos nuevos diseños es la obtención de robots paralelos con: * Espacios de trabajo mayores debido a que la posibilidad de colisiones entre las patas se reduce, y el número de articulaciones (con sus limitaciones intrínsecas de rango) también se reduce; * Menor peso debido a que el número de actuadores y de articulaciones se reduce; y * Un menor coste debido a que el número de actuadores y controladores también se reduce. La eliminación de un actuador y la introducción de una restricción de movimiento reduce, en uno, la dimensión del espacio de velocidades alcanzables para una configuración dada. Como resultado, será necesario, en general, planificar maniobras para llegar a la configuración deseada de la plataforma móvil. Por lo tanto, los robots obtenidos sólo serán adecuados para aplicaciones donde la precisión se requiera en la posición final y exista un cierto margen de error aceptable en las trayectorias generadasPostprint (published version

Parallel robots with unconventional joints to achieve under-actuation and reconfigurability

The aim of the thesis is to define, analyze, and verify through simulations and practical implementations, parallel robots with unconventional joints that allow them to be under-actuated and/or reconfigurable. The new designs will be derived from the: * 6SPS robot (alternatively 6UPS or 6SPU, depending on the implementation) when considering the spatial case (i.e., robots with 3 degrees of freedom of rotation and 3 degrees of freedom of translation). * S-3SPS robot (alternatively S-3UPS or S-3SPU, depending on the implementation) when considering spherical robots (i.e., robots with 3 degrees of freedom of rotation). In both cases, we will see how, through certain geometric transformations, some of the standard joints can be replaced by lockable or non-holonomic joints. These substitutions permit reducing the number of legs (and hence the number of actuators needed to control the robot), without losing the robot's ability to bring its mobile platform to any position and orientation (in case of a spatial robot), or to any orientation (in case of a spherical robot), within its workspace. The expected benefit of these new designs is to obtain parallel robots with: * larger working spaces because the possibility of collisions between legs is reduced, and the number of joints (with their intrinsic range limitations) is also reduced; * lower weight because the number of actuators and joints is reduced; and * lower cost because the number of actuators and controllers is also reduced. The elimination of an actuator and the introduction of a motion constraint reduces in one the dimension of the space of allowed velocities attainable from a given configuration. As a result, it will be necessary, in general, to plan maneuvers to reach the desired configuration for the moving platform. Therefore, the obtained robots will only be suitable for applications where accuracy is required in the final position and a certain margin of error is acceptable in the generated trajectories.El objetivo de esta tesis es definir, analizar y verificar, mediante simulaciones e implementaciones prácticas, robots paralelos con articulaciones no-convencionales con el fin de incorporarles propiedades de sub-actuación y reconfigurabilidad. Los nuevos diseños se basaran en robots paralelos tipo: * 6SPS (alternativamente 6UPS o 6SPU, dependiendo de la implementación) para el caso de robot espacial (es decir, robots con 3 grados de libertad de rotación y de 3 grados de libertad de la traducción). * S-3SPS (alternativamente S-3UPS o S-3SPU, dependiendo de la implementación) para el caso de robot esférico (es decir, robots con 3 grados de libertad de rotación). En ambos casos, veremos cómo, a través de ciertas transformaciones geométricas, algunas de la articulaciones convencionales pueden ser sustituidas por articulaciones bloqueables o no holonómicos. Estas sustituciones permiten la reducción de la número de patas (y por tanto el número de actuadores necesarios para controlar el robot), sin perder la capacidad del robot para llevar su plataforma móvil a cualquier posición y orientación (en el caso de un robot espacial), o para cualquier orientación (en el caso de un robot esférico), dentro de su espacio de trabajo. El beneficio esperado de estos nuevos diseños es la obtención de robots paralelos con: * Espacios de trabajo mayores debido a que la posibilidad de colisiones entre las patas se reduce, y el número de articulaciones (con sus limitaciones intrínsecas de rango) también se reduce; * Menor peso debido a que el número de actuadores y de articulaciones se reduce; y * Un menor coste debido a que el número de actuadores y controladores también se reduce. La eliminación de un actuador y la introducción de una restricción de movimiento reduce, en uno, la dimensión del espacio de velocidades alcanzables para una configuración dada. Como resultado, será necesario, en general, planificar maniobras para llegar a la configuración deseada de la plataforma móvil. Por lo tanto, los robots obtenidos sólo serán adecuados para aplicaciones donde la precisión se requiera en la posición final y exista un cierto margen de error aceptable en las trayectorias generada

The design and analysis of a novel 5 degree of freedom parallel kinematic manipulator.

Masters Degree. University of KwaZulu-Natal, Durban.Abstract available in PDF

Use of Platforms for the Development of Virtual Applications in the Modeling of Robot Manipulators

[ES] En este trabajo se propone el uso de plataformas para el desarrollo de aplicaciones virtuales como herramientas para el modelado de robots manipuladores. La propuesta se basa en aprovechar el gran potencial que actualmente tienen estas plataformas para solucionar la dinámica de cuerpos rígidos, lo que permite modelar de forma sencilla los aspectos mecánicos del manipulador. Por otro lado, la posibilidad ofrecida por estas plataformas de incorporar código de programación en lenguajes convencionales, permite modelar el comportamiento dinámico de sistemas físicos reales, tales como sensores y actuadores, lo que hace posible la implementación de una etapa virtual de instrumentación y control tal y como se realiza en un robot real. El uso de estas plataformas permite modelar desde cero cualquier robot manipulador. El modelado de un robot paralelo reconfigurable es presentado como caso de estudio.[EN] This paper describes the use of platforms for the development of virtual applications as tools for modeling of robot manipulators. The proposal is based on take advantage of the potential that these platforms currently have for solving the rigid body dynamics, which easily allows modeling the mechanical aspects of the manipulator. On the other hand, the possibility offered by these platforms of incorporate programming code in conventional languages allows to modeling the dynamic behavior of real physical systems, such as sensors and actuators, which allows implementing the development of the instrumentation and control stage of an industrial robot in the same way as a real one. Using these platforms allows the modeling from the bases of any manipulator robot. The modeling of a reconfigurable parallel robot is presented as a case study.Sánchez-Alonso, RE.; Ortega-Moody, J.; González-Barbosa, JJ.; Reyes-Morales, G. (2017). Uso de Plataformas para el Desarrollo de Aplicaciones Virtuales en el Modelado de Robot Manipuladores. Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial. 14(3):279-287. https://doi.org/10.1016/j.riai.2017.04.001OJS279287143Adamo-Villani, N., Haley-Hermiz, T., Cutler, R., 2013. Using a Serious Game Approach to Teach 'Operator Precedence' to Introductory Programming Students, In 17th International Conference Information Visualisation (IV), London, 523-526. IEEE.Backlund, P., Engstrom, H., Hammar, C., Johannesson, M., Lebram, M., 2007. Sidh-a Game Based Firefighter Training Simulation, In 11th International Conference Information Visualization, Zurich, 899-907. IEEE.Brasil, I., Neto, F., Chagas, J., Monteiro, R., Souza, D., Bonates, M., Dantas, A., 2011. An intelligent and persistent browser-based game for oil drilling operators training, In 2011 IEEE 1st International Conference on Serious Games and Applications for Health (SeGAH), Braga, 1-9. IEEE.Candelas, F., Puente, S., Torres, F., Ortiz, F., Gil, P., Pomares, J., 2013. A Virtual Laboratory for Teaching Robotics, International Journal of Engineering Education, 19 (3), 363-370.Carpin, S., Lewis, M., Wang, J., Balakirsky, S., Scrapper C., 2007. USARSim: a robot simulator for research and education, In Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Roma, 1400-1405, IEEE.Cerezo, F., Sastrón, F., 2015. Laboratorios virtuales y docencia de la automática en la formación tecnológica de base de alumnos preuniversitarios, Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 12 (4), 419-431.da Silva-Simones, P., Ferreira, C., 2011. 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