{"id":105018,"date":"2018-03-11T10:28:23","date_gmt":"2018-03-11T10:28:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/diseno-optimo-de-manipuladores-paralelos-mediante-criterios-cinematicos-y-dinamicos\/"},"modified":"2018-03-11T10:28:23","modified_gmt":"2018-03-11T10:28:23","slug":"diseno-optimo-de-manipuladores-paralelos-mediante-criterios-cinematicos-y-dinamicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/diseno-de-maquinas\/diseno-optimo-de-manipuladores-paralelos-mediante-criterios-cinematicos-y-dinamicos\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1o \u00f3ptimo de manipuladores paralelos mediante criterios cinem\u00e1ticos y din\u00e1micos"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Bogdan Dumitru Sandru <\/strong><\/h2>\n

El campo de la rob\u00f3tica, y especialmente la rob\u00f3tica industrial, ha sido sin duda uno de los m\u00e1s estudiados en las \u00faltimas d\u00e9cadas. Debido a su amplia flexibilidad a la hora de su implementaci\u00f3n en el sector industrial, han surgido a lo largo del tiempo varias clasificaciones y definiciones de los robots industriales. existen ciertas dificultades para de establecer una definici\u00f3n formal de lo que es un robot industrial. La primera de ellas surge de la diferencia conceptual entre el mercado japon\u00e9s y el occidental de lo que es un robot y lo que es un manipulador. As\u00ed, mientras que para los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mec\u00e1nico dotado de articulaciones m\u00f3viles destinado a la manipulaci\u00f3n, el mercado occidental es m\u00e1s restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo en lo relativo al control. En segundo lugar, y centr\u00e1ndose ya en el concepto occidental, aunque existe una idea com\u00fan acerca de lo que es un robot industrial, no es f\u00e1cil ponerse de acuerdo a la hora de establecer una definici\u00f3n formal. Adem\u00e1s, la evoluci\u00f3n de la rob\u00f3tica ha ido obligando a diferentes actualizaciones de su definici\u00f3n. en todo este proceso de clasificaci\u00f3n, la mayor\u00eda de los investigadores se han enfocado hasta hace poco tiempo en los robots serie, que presentan una cinem\u00e1tica abierta. Sin embargo, los robots con cinem\u00e1tica paralela presentan un inter\u00e9s cada d\u00eda m\u00e1s elevado. Estos tipos de robots tienen una arquitectura de tipo ara\u00f1a y cumplen con una serie de importantes ventajas sobre los robots serie, m\u00e1s extendidos en la actualidad en el \u00e1mbito industrial. Entre los robots, o manipuladores paralelos destacan los mecanismos de baja movilidad, que tienen unas perspectivas muy buenas en varias aplicaciones industriales. los robots manipuladores de baja movilidad presentan una arquitectura que le permiten ser implementados con \u00e9xito en determinado tipo de aplicaciones, ejecutando, por ejemplo, operaciones de tipo pick & place o ciertas operaciones de mecanizado. En general, se comportan muy bien en operaciones con un grado de complejidad no tan alto, pero donde el aumento de la productividad es imprescindible y, por lo tanto, son necesarias altas aceleraciones y gran precisi\u00f3n. En la actualidad, esto es el caso de los \u00e9xitos industriales de los modelos delta y adept quattro. hoy en d\u00eda, el estudio de este tipo de robots es un campo abierto en el que siempre puede aparecer nuevas posibilidades de mejor\u00eda. Sin embargo, numerosos estudios no se han concretizado en algo pr\u00e1ctico debido a la complejidad de la cinem\u00e1tica que presentan estos robots o la dificultad de control en tiempo real. Otra desventaja es un volumen bastante m\u00e1s reducido del espacio de trabajo respecto a los robots serie. Todo esto hace que, todav\u00eda los robots paralelos de baja movilidad no se hayan concretizado en muchas implementaciones industriales. por todo esto, para disminuir o eliminar los inconvenientes que los robots paralelos suelen poseer, es necesario desarrollar un dise\u00f1o de la arquitectura del robot que responda mejor a los requisitos iniciales que se deben cumplir en las tareas industriales. En general, esto supone una optimizaci\u00f3n del dise\u00f1o con el objetivo de que el robot se comporte adecuadamente desde diferentes puntos de vista. El comportamiento est\u00e1 relacionado con diferentes criterios que debe cumplir el robot y que pueden ser de naturaleza mec\u00e1nica, el\u00e9ctrica, electr\u00f3nica o autom\u00e1tica. Estos criterios tienen que servir como objetivos principales en la mejor\u00eda del comportamiento del robot. esta tesis doctoral se centra en el dise\u00f1o \u00f3ptimo de los robots o manipuladores paralelos de baja movilidad teniendo en cuenta criterios de naturaleza mec\u00e1nica, como por ejemplo la cinem\u00e1tica y la din\u00e1mica del s\u00f3lido r\u00edgido. En concreto, en esta tesis se propone una metodolog\u00eda simple del dise\u00f1o \u00f3ptimo y se define una s\u00edntesis dimensional principal particularizada para estos tipos de manipuladores. En particular, esta tesis se centra en los manipuladores paralelos de baja movilidad que generan en la plataforma m\u00f3vil el movimiento sch\u00ed\u00b6nflies. El dimensionamiento \u00f3ptimo de los principales par\u00e1metros geom\u00e9tricos que componen la arquitectura de los manipuladores es el prop\u00f3sito general de esta tesis doctoral. Este dimensionamiento \u00f3ptimo tiene como objetivo final un comportamiento adecuado del robot desde el punto de vista cinem\u00e1tico y din\u00e1mico al mismo tiempo. en el campo de la optimizaci\u00f3n los par\u00e1metros geom\u00e9tricos se denominan par\u00e1metros de dise\u00f1o y los objetivos se denominan funciones objetivo, lo que corresponde a las entradas y las salidas, respectivamente, de un problema de optimizaci\u00f3n. Cuando se tiene que optimizar en funci\u00f3n de varios objetivos a la vez, la optimizaci\u00f3n se denomina optimizaci\u00f3n multi-objetivo. A menudo, este tipo de optimizaci\u00f3n supone la validaci\u00f3n de m\u00e1s de un \u00fanico resultado, debido a la incompatibilidad en la convergencia hacia el \u00f3ptimo entre varias funciones objetivo analizadas. en muchos casos, la optimizaci\u00f3n en los manipuladores paralelos se ha centrado s\u00f3lo en los criterios cinem\u00e1ticos como, por ejemplo, el volumen del espacio de trabajo y la destreza del robot dentro de \u00e9ste mismo espacio de trabajo. Sin embargo, se ha encontrado poca informaci\u00f3n sobre una optimizaci\u00f3n teniendo en cuenta tambi\u00e9n criterios de naturaleza din\u00e1mica y mucho menos optimizaciones que tienen en cuenta m\u00e1s de dos funciones objetivo al mismo tiempo. en la presente tesis doctoral, el aspecto m\u00e1s importante est\u00e1 enfocado en la optimizaci\u00f3n multi-objetivo teniendo en cuenta tres funciones objetivo, tanto analizadas por otros autores como desarrolladas en esta tesis. es muy usual intentar maximizar el espacio de trabajo de los robots paralelos, sabiendo que \u00e9stos carecen de un espacio grande como en el caso de los robots serie. Sin embargo, es m\u00e1s pr\u00e1ctico intentar maximizar un espacio de trabajo operacional que sea m\u00e1s f\u00e1cil de definir en la pr\u00e1ctica y que, por encima de todo, sea libre de singularidades, garantizando una cierta seguridad. es lo que se ha utilizado en la presente tesis como funci\u00f3n objetivo, con un espacio de trabajo definido de una manera original y sencilla. Otro criterio utilizado con frecuencia en la optimizaci\u00f3n ha sido la destreza global que se ha utilizado hasta ahora como una media del mapa local de la destreza del espacio de trabajo analizado. No obstante, no siempre el resultado es elocuente debido a la variaci\u00f3n de la distribuci\u00f3n de los puntos discretizados. Por lo tanto, a partir de la definici\u00f3n discreta del espacio operacional libre de singularidades, se ha definido un indicador global de la destreza que tiene en cuenta esta distribuci\u00f3n. otros posibles criterios cinem\u00e1ticos analizados son la denominada ganancia que se puede utilizar para maximizar el espacio de trabajo dentro del espacio ocupado por el robot en la planta, o los desplazamientos de los accionamientos por unidad de ciclo efectuado por el elemento terminal que se puede utilizar como alternativa al criterio del volumen del espacio de trabajo. tanto la destreza global como el volumen o los desplazamientos representan unos indicadores que miden el comportamiento del robot. en el caso din\u00e1mico se ha utilizado en esta tesis un indicador nuevo para medir la energ\u00eda necesaria en los accionamientos por unidad de ciclo efectuado por el elemento terminal. Tanto este indicador como el de desplazamientos en el caso cinem\u00e1tico, son dependientes de las velocidades y aceleraciones impuestas en las trayectorias ejecutadas por el elemento terminal. Asimismo, las caracter\u00edsticas inerciales se han podido cuantificar y utilizar un indicador din\u00e1mico como funci\u00f3n objetivo en la optimizaci\u00f3n multi-objetivo. todos estos indicadores se han implementado con dos ejemplos de manipuladores paralelos de baja movilidad con movimiento sch\u00ed\u00b6nflies, desarroll\u00e1nx dose una optimizaci\u00f3n multi-objetivo con tres funciones objetivo y con varias representaciones gr\u00e1ficas en las que se pueden observar la variaci\u00f3n y la interdependencia entre las funciones objetivo y los par\u00e1metros de dise\u00f1o. Se han elegido dos m\u00e9todos de optimizaci\u00f3n para los dos ejemplos implementados con el objetivo de comparar los resultados obtenidos y las arquitecturas elegidas por el usuario final. la tesis doctoral concluye con la presentaci\u00f3n de las contribuciones principales y las conclusiones que se derivan de la misma junto con las posibles l\u00edneas futuras de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abDise\u00f1o \u00f3ptimo de manipuladores paralelos mediante criterios cinem\u00e1ticos y din\u00e1micos<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Dise\u00f1o \u00f3ptimo de manipuladores paralelos mediante criterios cinem\u00e1ticos y din\u00e1micos <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Bogdan Dumitru Sandru <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Pa\u00eds vasco\/euskal herriko unibertsitatea<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 19\/11\/2010<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Charles Pinto Camara<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
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        • Presidente del tribunal: alfonso Hern\u00e1ndez fr\u00edas <\/li>\n
        • Mar\u00eda no Artes gomez (vocal)<\/li>\n
        • vicente Mata amela (vocal)<\/li>\n
        • Antonio Simon mata (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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