Diseño y verificación del sistema de interpolación de trayectorias de un mecanismo de cinemática paralela

[ES]El objetivo principal del presente Trabajo Fin de Grado es diseñar un interpolador de trayectorias y programarlo en Labview. Para ello, se ha de analizar primeramente la cinemática del mecanismo a utilizar, un robot de cinemática paralela 5R, y calcular su espacio de trabajo. Después, se deducirán y programarán diversos perfiles de velocidades (trapezoidal de velocidades, trapezoidal de aceleraciones y sinusoidal) para moverse en rectas, así como el movimiento en curvas mediante splines. También se hallarán experimentalmente las características de los motores disponibles y se averiguarán las velocidades máximas que puede alcanzar el mecanismo. Así podremos presentar un software que sirva para generar trayectorias para el robot 5R. Se presentan también, entre otros, el presupuesto del proyecto y los riesgos en los que se puede incurrir. El documento finaliza con unos anexos de planos CAD, resultados y código de programación.

Análisis de sensibilidad en los procedimientos de calibración de robots de cinemática paralela Aplicación al mecanismo 5R

[ES]Este proyecto investigador tiene como objetivo el ayudar con la calibración del mecanismo de cinco pares de rotación montado en el taller de Ingeniería Mecánica de la ETSI de Bilbao. En primer lugar se estudiarán los algoritmos de optimización prestando especial atención a la comparativa entre Levenberg-Marquart y Gauss-Newton. Se realizarán estudios en Matlab para concluir cuál de los dos es más eficaz tanto en rapidez como en precisión. El que sea más adecuado se implementará en un programa para la calibración del mecanismo 5R. En segundo lugar se estudiarán los índices de observabilidad. Los estudios que se han realizado sobre ellos hasta ahora son poco concluyentes asique se intentará aclarar su utilidad y determinar cuál es el que conviene utilizar en este caso. Para ello se deberá programar la resolución del problema cinemático inverso. Por último se presentarán los resultados y las conclusiones correspondientes. Se propondrá también un plan de desarrollo de una línea de investigación futura que partirá con este trabajo como base.

Desarrollo de sistemas de guiado en direcciones estacionarias basados en brújulas mecánicas

[ES]El South Pointing Chariot es un antiguo mecanismo de origen chino usado en sus inicios como instrumento de orientación, siendo su principal característica la existencia de un punto que siempre tiene velocidad angular absoluta nula. Tomando sus fundamentos como base, es posible realizar sistemas de guiado en direcciones estacionarias con múltiples aplicaciones en la actualidad, pudiendo usarse, por ejemplo, como sistema estabilizador. Para ello, debe realizarse su análisis cinemático, para comprender su funcionamiento, y comprobar que los resultados son correctos, pudiéndose hacer esto mediante un prototipo. La realización del prototipo engloba su diseño y posterior fabricación.

Diseño, fabricación y control de un sistema neumático de agarre de 1 grado de libertad

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un sistema neumático de agarre al mecanismo de cinemática paralela 5R. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación basada en el desarrollo y estudio de mecanismos de este tipo. Así, este Trabajo supone una pequeña parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será necesaria la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo al realizado por ellos. Consiste en diseñar, fabricar y controlar un sistema neumático de agarre al mecanismo 5R. El diseño se realizará sopesándose las distintas alternativas que existen, teniéndose en cuenta las limitaciones impuestas por el 5R. En el diseño se escogen los componentes correctos para conseguir que el sistema realice sus dos funciones:  Agarrar piezas.  Movimiento en el eje z que le permita desplazar el objeto. Antes del ensamblaje de los componentes neumáticos, y teniendo en cuenta el diseño realizado, se fabricarán las piezas necesarias para poder integrarlo al 5R y para, a su vez, juntar los componentes entre sí. A continuación, se desarrollará un programa informático para poder controlar el sistema. Finalmente, para verificar su correcto funcionamiento, se realizarán las pruebas pertinentes.

SCARA motako robot industrialaren simulazio birtuala eta interakzioa

[EU]Gradu amaierako lan honetan, Industria Ingenieritza graduan zehar emandako zenbait irakasgaietan landutako kontzeptuak oinarri bezala hartuta SCARA robot industrialaren analisia egin da. Lau askatasun gradu dituzten robot hauek oso erabiliak dira industrian beraien lan ziklo azkar, karga handiak jasateko kapazitate, errepikortasun eta aplikazio ugariengatik. Proiektua, bi zati nagusitan banandu da: SCARA motako robot baten analisi zinematikoa, robotaren irudikapena eta ibilbideen sorkuntza Matlab programa erabiliz. Adept Cobra e-Vario 600, SCARA motako prototipo errealarekin interakzioa. Proiektuan zehar garatuko diren edukien egitura ondorengoa izango da: Lehenik eta behin, proiektuko lehen atalean proiektua kokatuta dagoen testuinguruaren azalpena emango da, baita ere testuinguru horrek gaur egun, sail desberdinetan, duen garrantzia. Proiektuko bigarren atalean, lana egiterakoan proposatu diren helburuak eta proiektuak eskaintzen dituen onurak adieraziko dira. Bestetik, proiektuko hirugarren atalean, gaiaren egoeran, SCARA robotera heldu arte robotek historian zehar izan duten garapena eta hauen sailkapen desberdinak azalduko dira. Laugarren atalean, metodologian, proiektu honetan garatuko diren bi zati nagusien deskribapen zehatza emango da. Azkenik, proiektuko azken atalean, lana burutzeko bete behar izan diren ataza bakoitzaren deskribapena eta iraupena, aurrekontua, arriskuen analisia eta proiektu honetatik atera ditugun ondorioak ematen dira.

Diseño y evaluación de un sistema de medida de aceleración en el elemento terminal de un manipulador de cinemática paralela

[ES]Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una línea de investigación de opciones de sensorización de un mecanismo mediante acelerómetros. Se construirá para ello un sistema de adquisición y tratamiento de señales destinado a la sensorización de un mecanismo de cinemática paralela en base a los conocimientos adquiridos durante el curso. Se trabajará además con otros alumnos para llevar a cabo el diseño y montaje de un robot prototipo de cinemática paralela de dos grados de libertad sobre el que se experimentará y llevará a cabo el proyecto. Se plantean de este modo dos líneas de trabajo que se desarrollarán en este proyecto: Elaboración de un sistema de adquisición y tratamiento de señales adaptable a distintos sensores. Utilización de señales de múltiples acelerómetros para conocer en primer lugar aceleración, y de ser posible, posición de puntos de interés del mecanismo.

Análisis cinemático del robot antropomórfico IRB120 de ABB

[ES]En el siguiente Trabajo Fin de Grado se va a exponer el análisis cinemático y desarrollo de un modelo virtual para la implementación de las ecuaciones cinemáticas del robot IRB120 de ABB llevados a cabo durante el curso 2013/2014. Comenzando por un estudio del Estado del Arte de la robótica industrial, se plantean seguidamente las ecuaciones de localización del robot en función de las variables de entrada mediante el método matricial. Estas ecuaciones son implementadas en un modelo de MatLab para usarlas en la resolución del problema de posición directo e inverso, y son también usadas en herramientas de creación de trayectorias. Además, sus derivadas se utilizan en el cálculo de velocidades del elemento terminal. Por último, se muestra la creación del prototipo 3D del robot, así como un interfaz gráfico de control del robot para el usuario, y los trabajos de validación llevados a cabo de los mencionados modelos virtuales sobre el robot real.

Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela

[ES]Este Trabajo de Fin de Grado “Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela” tiene como objetivo principal la implementación de un sistema de control que nos permita manejar un manipulador de cinemática paralela de dos grados de libertad accionado mediante dos motores eléctricos de corriente continua. Como componente central de este sistema de control, se dispondrá de un ordenador portátil cuyo procesador será el encargado de ejecutar las acciones necesarias para que pueda llevarse a cabo esta actividad de control. De esta forma, la tarea más importante y laboriosa a llevar cabo en este proyecto será el desarrollo de un aplicación de control que, corriendo en el citado ordenador, permitirá al usuario manejar el manipulador de cinemática paralela en cuestión. Para ello, esta aplicación deberá ser capaz de interpretar las ordenes de movimiento dadas por el usuario y transmitirlas al procesador del mencionado ordenador. Además de todo lo anterior, para completar el desarrollo del sistema de control, será necesaria la implementación de diversos sensores que se encargarán de detectar y transmitir las señales necesarias para evitar situaciones de emergencia en el que el manipulador estuviese a punto de chocar con algún objeto o persona. En conclusión, mediante el cumplimiento de los objetivos de este Trabajo de Fin de Grado, se va a disponer de un sistema de control sencillo, intuitivo y fácilmente operable, que va a permitir a cualquier futuro usuario del mismo el manejo de un robot de cinemática paralela.

Diseño cinemático de un mecanismo espacial de cinemática paralela

[ES]Este Trabajo Fin de Grado está enmarcado dentro de un proyecto del grupo de investigación CompMech. El proyecto consiste en el diseño y construcción de un mecanismo de cinemática paralela para ensayos dinámicos. Este trabajo fin de grado engloba las tareas necesarias para el estudio del espacio de trabajo del mecanismo y la determinación de las dimensiones más apropiadas desde consideraciones cinemáticas. Se partirá de tres posibles mecanismos, de los que más adelante se seleccionará uno con el que terminar el ciclo de diseño. Para ello el primer paso es el análisis cinemático de los mecanismos. Se resolverán los problemas de posición y de velocidades, que serán los necesarios para el posterior estudio del espacio de trabajo. La resolución de estos problemas se programará en un programa Matlab. Después se obtendrán los espacios de trabajo de cada uno de los mecanismos, así como las posiciones singulares dentro del mismo, y su variación ante variaciones en las dimensiones. Será también de interés determinar las regiones del espacio de trabajo en las que más fácil es efectuar el movimiento del mecanismo. Conocidos los espacios de trabajo de cada mecanismo y su variabilidad con cambios en las dimensiones, se elegirá el mecanismo más apropiado para continuar con el ciclo de diseño. Para la elección se tendrán también en cuenta consideraciones adicionales aportadas por otros miembros del grupo.

Diseño de sistema de suspensión progresiva Pro-Link

[ES]Mediante este trabajo se va a diseñar un mecanismo para crear un sistema de suspensión progresiva para la suspensión trasera de una motocicleta a partir de un muelle lineal. El muelle introducido en la suspensión será lineal, por lo tanto, tendrá una sola rigidez, constante y la cual delimita el muelle, pero gracias a un mecanismo diseñado especialmente para la suspensión trasera de una moto, se va conseguir que la rigidez varíe. El mecanismo utilizado para este trabajo se llama Pro-Link y la empresa que lo emplea es Honda. Para ello, se creará un esquema del mecanismo en sí y tras un análisis cinemático mediante el programa Creo Parametric, y haciendo varios cambios en el sistema para ajustarlo a la mejor progresividad posible, se obtendrá la gráfica en la que se observará la curva que marca la rigidez progresiva. Esto es, se verá la evolución de la nueva rigidez dependiendo de la oscilación vertical de la rueda. Por otra parte, gracias a un análisis dinámico del mismo programa se conseguirán las reacciones del sistema y se calcularán los elementos auxiliares de éste para el buen funcionamiento del mismo. Finalmente, se creará el diseño del triángulo y un diseño preliminar del basculante mediante el método de elementos finitos del programa.

Análisis cinemático de robots antropomórficos con cuaterniones duales

[ES]Este documento presenta una teoría de análisis cinemático capaz de unificar posición/orientación describiendo el movimiento de la herramienta de un robot mediante un cuaternión dual que envuelve traslación y rotación. Se desarrolla la cinemática directa de dos robots, uno redundante y otro no redundante a fin de evaluar la validez del método en ambos casos. Por último, se comparan los resultados de dicha teoría con los resultados que ofrece la conocida teoría de las matrices de transformación homogéneas.

Estudio, análisis y clasificación de mecanismos con aplicación industrial

[ES]El uso de maquinaria en la industria es algo muy habitual en la actualidad. Dicha maquinaria necesita una serie de mecanismos para realizar una acción deseada, y en función de esa acción, se hará uso de un mecanismo u otro. Este informe representa el estudio y análisis cinemático que se ha llevado a cabo para la posterior clasificación de mecanismos planos que tengan un grado de libertad con aplicación industrial. Para todo ello se ha partido de un previo conocimiento de la materia que se ha ido complementando con diferentes fuentes de información especializadas. La clasificación de los mecanismos que se va a realizar en este trabajo no es más que una de las muchas posibilidades que hay a la hora de clasificarlos ya que se han hecho bastantes intentos para realizar clasificaciones de mecanismos, pero dada la complejidad de la tarea no se ha llegado a una clasificación general unificada. La línea de trabajo que se presenta aquí consiste en el análisis cinemático de diferentes mecanismos para la posterior creación de un prototipo de uno de ellos. La estructura de los contenidos que se desarrollan a continuación es la siguiente: En primer lugar se ha realizado una búsqueda de mecanismos que cumplan la condición de ser mecanismos planos que tengan un grado de libertad y que tengan utilidad demostrada. En segundo lugar se han recopilado los resultados cinemáticos del mecanismo, construcciones gráficas de los elementos que lo componen y se añadirán animaciones de cada mecanismo, haciendo después una valoración en función de los resultados obtenidos de los mismos. En tercer lugar se han clasificado en diferentes grupos dependiendo de su función o aplicación. En cuarto lugar, se ha realizado un prototipo de uno de los mecanismos para comprobar su funcionamiento.

Diseño de un mecanismo de amplificación para una garra de 1 grado de libertad.

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un mecanismo que amplifique el movimiento de un grado de libertad. Dicho proyecto consiste en optimizar un mecanismo ya existente formado por un músculo neumático de un grado de libertad de forma que se mejore el rango de utilización de dicho mecanismo ampliando la carrera final de éste. Para ello se llevará a cabo un análisis de distintos mecanismos multiplicadores, el diseño de la mejor opción entre todos ellos y la final fabricación de un prototipo funcional. También se llevará a cabo el diseño y fabricación de las piezas auxiliares que, si bien, no forman parte explícita del mecanismo multiplicador, son necesarias para la posterior implantación de dicho mecanismo en el mecanismo ya existente, formado por un mecanismo mecatrónico de cinemática plana 5R dotado de un músculo neumático y una ventosa.

Estudio de la resolución del problema de posición de mecanismos planos de cadena cerrada usando la Proyección cinemática de Study.

[ES]El presente documento versa sobre el desarrollo y posteriores resultados de un estudio elaborado en el campo de la cinemática teórica. Se plantea como objetivo del estudio mostrar las posibles ventajas que puede aportar el uso de la proyección cinemática tanto al análisis como a la síntesis de mecanismos. Los resultados obtenidos reflejan que la metodología propuesta para el análisis es adecuada para mecanismos sencillos, pero puede no serlo tanto para mecanismos de varios lazos cinemáticos. En cuanto al procedimiento propuesto para la síntesis, pese a obtenerse unos interesantes resultados, aún queda mucho por avanzar en ese campo.

Diseño mecánico de manipulador paralelo XY.

[ES]El proyecto consiste en el desarrollo mecánico de un manipulador paralelo basado en un mecanismo de cadena cerrada y 5 pares de rotación moviéndose en un mismo plano, de modo que cubra un espacio de manipulación previamente definido. Para ello se realizan los diseños en programas de CAD y se realizan los planos de diseño y montaje con el objetivo de posteriormente llevar el diseño a la realidad.