Análisis y síntesis estructural de manipuladores paralelos de baja movilidad con múltiples modos de operación

212 p.Los manipuladores paralelos de baja movilidad son, sin duda, un tipo de robots quepresentan importantes ventajas, en ciertos aspectos, sobre los denominadosmanipuladores serie, especialmente cuando se requiere mayor rigidez, aún a costa deuna reducción del espacio de trabajo del manipulador paralelo.El desarrollo de nuevas arquitecturas de este tipo de manipuladores ha recibido notableimpulso desde la segunda mitad del siglo XX, si bien su implantación industrial tienenotables resistencias debido a la complejidad de la cinemática y a la dificultad decontrol en tiempo real y limitaciones de espacio de trabajo.Esta Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de una sistemática de generación dediferentes arquitecturas de manipuladores paralelos de baja movilidad, es decir, demenos de seis grados de libertad. A partir de ella, se estudiarán diferentesconfiguraciones de manipuladores reconfigurables, capaces de adaptarse a diferentestareas, es decir, manipuladores con capacidad de multioperacionalidad.Este trabajo comenzará con una breve descripción de los principales métodos desíntesis estructural o morfológica de manipuladores paralelos.A continuación se realizará el estudio de todas las posibles arquitecturas demanipuladores paralelos de 3 grados de libertad con tres cadenas cinemáticas idénticasy preferentemente dispuestas de forma simétrica. Se recogerán posiblesmaterializaciones de cada tipología, referenciándose aquellos autores que ya handescrito el manipulador concreto correspondiente. También se recogerán algunasarquitecturas que no se han encontrado en las referencias estudiadas. Asimismo seresumirá el procedimiento utilizado, y el conjunto de premisas, para el desarrollo delestudio de las familias de manipuladores paralelos de 3 grados de libertad.Posteriormente se desarrollará un procedimiento general para el estudio y generaciónestructural de manipuladores paralelos de baja movilidad con múltiples modos deoperación a partir de combinaciones de cadenas cinemáticas de seis grados de libertad.Una vez definida esta metodología, se aplicará al análisis cinemático de la plataformade Gough-Stewart y al manipulador paralelo 3-CPCR, de seis grados de libertad.Restringiendo algunos grados de libertad y actuando sobre el resto de las variables deentrada de este manipulador, se obtienen manipuladores paralelos de baja movilidadcon un determinado modo de operación o movimiento.Adicionalmente, a partir del procedimiento desarrollado para los manipuladoresparalelos de 6 grados de libertad, se definirá una metodología específica para elplanteamiento de las ecuaciones del problema de velocidad de manipuladores paralelosde baja movilidad, de aplicación general a cualquier configuración.Por último se expondrán las posibles líneas futuras de estudio a partir de los análisis ymetodologías desarrollados en la presente Tesis Doctoral. Es de destacar la posibilidadde obtener un vademécum de manipuladores paralelos de baja movilidad a partir decombinaciones de las cadenas de 6 grados de libertad recogidas en este trabajo

Análisis y síntesis estructural de manipuladores paralelos de baja movilidad con múltiples modos de operación

212 p.Los manipuladores paralelos de baja movilidad son, sin duda, un tipo de robots quepresentan importantes ventajas, en ciertos aspectos, sobre los denominadosmanipuladores serie, especialmente cuando se requiere mayor rigidez, aún a costa deuna reducción del espacio de trabajo del manipulador paralelo.El desarrollo de nuevas arquitecturas de este tipo de manipuladores ha recibido notableimpulso desde la segunda mitad del siglo XX, si bien su implantación industrial tienenotables resistencias debido a la complejidad de la cinemática y a la dificultad decontrol en tiempo real y limitaciones de espacio de trabajo.Esta Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de una sistemática de generación dediferentes arquitecturas de manipuladores paralelos de baja movilidad, es decir, demenos de seis grados de libertad. A partir de ella, se estudiarán diferentesconfiguraciones de manipuladores reconfigurables, capaces de adaptarse a diferentestareas, es decir, manipuladores con capacidad de multioperacionalidad.Este trabajo comenzará con una breve descripción de los principales métodos desíntesis estructural o morfológica de manipuladores paralelos.A continuación se realizará el estudio de todas las posibles arquitecturas demanipuladores paralelos de 3 grados de libertad con tres cadenas cinemáticas idénticasy preferentemente dispuestas de forma simétrica. Se recogerán posiblesmaterializaciones de cada tipología, referenciándose aquellos autores que ya handescrito el manipulador concreto correspondiente. También se recogerán algunasarquitecturas que no se han encontrado en las referencias estudiadas. Asimismo seresumirá el procedimiento utilizado, y el conjunto de premisas, para el desarrollo delestudio de las familias de manipuladores paralelos de 3 grados de libertad.Posteriormente se desarrollará un procedimiento general para el estudio y generaciónestructural de manipuladores paralelos de baja movilidad con múltiples modos deoperación a partir de combinaciones de cadenas cinemáticas de seis grados de libertad.Una vez definida esta metodología, se aplicará al análisis cinemático de la plataformade Gough-Stewart y al manipulador paralelo 3-CPCR, de seis grados de libertad.Restringiendo algunos grados de libertad y actuando sobre el resto de las variables deentrada de este manipulador, se obtienen manipuladores paralelos de baja movilidadcon un determinado modo de operación o movimiento.Adicionalmente, a partir del procedimiento desarrollado para los manipuladoresparalelos de 6 grados de libertad, se definirá una metodología específica para elplanteamiento de las ecuaciones del problema de velocidad de manipuladores paralelosde baja movilidad, de aplicación general a cualquier configuración.Por último se expondrán las posibles líneas futuras de estudio a partir de los análisis ymetodologías desarrollados en la presente Tesis Doctoral. Es de destacar la posibilidadde obtener un vademécum de manipuladores paralelos de baja movilidad a partir decombinaciones de las cadenas de 6 grados de libertad recogidas en este trabajo

NASA's university program: Active projects, fiscal year 1979

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