Análise numérica e experimental da influência da redundância cinemática em um manipulador paralelo planar (2017)
- Authors:
- Autor USP: SANTOS, JOÃO CAVALCANTI - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: CINEMÁTICA; ROBÓTICA
- Keywords: RESOLUÇÃO DE REDUNDÂNCIA; REDUNDÂNCIA CINEMÁTICA
- Language: Português
- Abstract: Manipuladores paralelos apresentam inércia reduzida, o que lhes permite alcançar altas acelerações e melhor eficiência energética. Porém, frequentemente seu espaço de trabalho possui desempenho pouco uniforme. De fato, a presença de singularidades paralelas é um forte limitante para essa arquitetura robótica. A redundância de atuação já é conhecida como uma alternativa para essa questão. Enquanto que a redundância cinemática ainda não possui consequências claras. Um manipulador com esse tipo de redundância apresenta um número de graus de liberdade do end-effector menor que o número de graus de liberdade do mecanismo como um todo. Considerando essa lacuna, o objetivo desse mestrado é analisar a influência da redundância cinemática no desempenho de manipuladores paralelos através de simulações e testes experimentais. Tal estudo não é trivial, uma vez que com o maior número de atuadores e graus de liberdade, é adicionada também inércia ao sistema. Foram definidas métricas para avaliar o quão favorável é uma dada posição e, com elas, estratégias de resolução de redundância foram analisadas. A estratégia principal proposta se compõe por duas etapas. No primeiro passo, é definida uma movimentação na qual a posição a cada instante é ótima segundo uma dada métrica de desempenho multiobjetivo. Isso resulta em um movimento de referência que em geral possui altas acelerações. Na segunda etapa, aplica-se uma otimização global, procurando manter um compromisso de proximidade com o movimento de referência e com os níveis de aceleração. Além deste, foram aplicados diversos métodos de otimização local (onde a cinemática inversa é resolvida para cada instante isoladamente) e uma estratégia global truncada. Essas opções foram comparadas numericamente e experimentalmente, trazendo uma resposta objetiva da influência da redundância cinemáticano manipulador paralelo. A campanha experimental foi realizada em uma protótipo construído no Laboratório de Dinâmica da Escola de Engenharia de São Carlos. Esse protótipo consiste em um manipulador paralelo planar com 6 graus de liberdade, tendo assim, até 3 graus de redundância para a movimentação no plano. Têm-se 6 motores rotativos para atuá-los, sendo 3 deles acoplados a guias lineares com fusos para obtenção de atuação linear. O acionamento ou não destas guias define o grau de redundância do sistema, garantindo a versatilidade do protótipo
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 03.07.2017
-
ABNT
SANTOS, João Cavalcanti. Análise numérica e experimental da influência da redundância cinemática em um manipulador paralelo planar. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-10112017-094950/. Acesso em: 25 set. 2024. -
APA
Santos, J. C. (2017). Análise numérica e experimental da influência da redundância cinemática em um manipulador paralelo planar (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-10112017-094950/ -
NLM
Santos JC. Análise numérica e experimental da influência da redundância cinemática em um manipulador paralelo planar [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 25 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-10112017-094950/ -
Vancouver
Santos JC. Análise numérica e experimental da influência da redundância cinemática em um manipulador paralelo planar [Internet]. 2017 ;[citado 2024 set. 25 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-10112017-094950/ - Optimization strategies for actuators of kinematically redundant manipulators to achieve high dynamic performance
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- Dynamic modelling and identification of a planar PKM with several levels of kinematic redundancies
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