Espacios de trabajo asociados a modos de ensamblado de robots paralelos

Resumen

El espacio de trabajo es uno de los criterios de diseño fundamentales en robots de cinemática paralela. En esta Tesis se aborda la determinación del conjunto más amplio de posiciones que un robot de este tipo es capaz de alcanzar a partir de una dada. Se define el concepto de espacio de trabajo operacional ampliado, que proviene de la unión de varias regiones libres de singularidades. Se proporcionan las estrategias de planificación de transiciones controladas entre los distintos modos de trabajo del manipulador que permitan realizar movimientos seguros en su interior. Se profundiza en el estudio de las transiciones no singulares entre soluciones del problema de posición directo, diferenciando este concepto del de modos de ensamblado. Se obtienen las condiciones matemáticas que dan una explicación generalizada al fenómeno, mediante el empleo del espacio de configuración reducido, cuyo manejo permite el diseño de mecanismos con espacio de trabajo más grandes en relación a su tamaño. Se presenta un procedimiento de propósito general, de carácter discreto-analítico, para la obtención del espacio de trabajo y la realización del análisis de singularidades, que proporciona para cualquier manipulador totalmente paralelo, plano o espacial, todas las regiones del espacio de trabajo libres de singularidades. Todos los desarrollos teóricos han sido implementados en una aplicación informática de simulación de mecanismos. Se trata de una herramienta de cálculo práctica, para la que se ha diseñado una interfaz ágil y flexible, que permite calcular los espacios de trabajo asociados a modos de ensamblado de robots paralelos.