Análisis cinemático y dinámico de un manipulador robótico con tres grados de libertad

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo forma parte de la línea de investigación en Automatización y Robótica de la maestría en ciencias en Ingeniería Mecánica opción Diseño de la SEPI-ESIME, el cual tiene como objetivo el diseño y construcción de un manipulador robótico, reprogramable y multifuncional con tres grados de libertad. En éste estudio se realiza el análisis cinemático y dinámico para un manipula dor con coordenadas de revolución. En el análisis cinemático, se desarrollan tres métodos para resolver la cinemática inversa del mecanismo, también se hace un estudio de velocidades y aceleraciones. En el análisis dinámico, se determinan las ecuaciones diferenciales de movimiento para el manipulador, usando la mecánica de Lagrange en forma matricial. Además, se calculan los pares motrices necesarios para generar una trayectoria de trabajo. Finalmente en el último capítulo, se proponen tres métodos para analizar la estabilidad del mecanismo, los cuales pueden servir de base para un estudio más detallado de este tema. ABSTRACT: The present work is developed as a thesis for the Master in Science degree within research Une on automation and robotíes offered at the Mechanical Engineering departament of DEPI-ESIME. It's tnain objetive is the design and construction of a robotic multifuntional reprogrammable manipulator with three degrees of freedom. This work is aimed to study the kinematic and dynamic analysis of the manipulator with revolution coordínate. Three methods are developed in the kinematic analysis in order to solve the inverse kinematics of the mechanism. Besides, a study of velocities and accelerations is carried out as well. The dynamic analysis studies the differential ecuations of movement for the manipulator are obtained, by means of Lagrange Mechanics by matrix formulation, furthermore the driving moments required to genérate a working path are estimated. Fynally, in the last section ofthis work, three methods are proposed to analyse the mechanism stability, which could serve as the basis for a more deteiled study on this topic.