Síntesis y análisis de manipuladores paralelos parcialmente desacoplados basados en plataformas múltiples

Resumen

Los manipuladores paralelos de baja movilidad son mecanismos de cadena cerrada de cuatro o cinco grados de libertad, que ofrecen buenas soluciones para tareas como pick and place¿, tareas de orientación o centros de mecanizado de 5 ejes. Al comparar estos manipuladores con los robots serie, en contraprestación a ventajas destacables como su mayor capacidad de carga y alta rigidez, no pueden dejarse de lado las desventajas que presentaron entre las que es necesario mencionar que presentan una complejidad mucho mayor en los problema de posición. Tratando de dar una salida a esta desventaja, este trabajo introduce un nuevo concepto de manipuladores paralelos constituidos por la unión entre sí de dos o más plataformas paralelas, que posean grados de libertad desacoplados.Siguiendo un razonamiento basado en La Teoría de Grupos de Desplazamientos, se parte de la movilidad de los diferentes niveles del manipulador, se estudian las posibles configuraciones de las patas a utilizar en cada nivel, se definen los grados de libertad del elemento terminal que puede controlarse desde cada nivel y se especifica la orientación relativa entre patas y pares de unión entre niveles. La síntesis culmina en la definición de los diferentes manipuladores de cuatro y cinco grados de libertad que cumplen las condiciones expuestas. Una vez estudiado el problema de posición, de las diferentes plataformas propuestas, se realiza el análisis de velocidades y singularidades, definiendo el Jacobiano completo para cada una de los manipuladores propuestos.Tras justificar que el origen de las singularidades puede deberse a la configuración de la plataforma o a la estructura elegida para cada una de las patas, todas estas ideas se materializan en el desarrollo de un ejemplo.Por último, se realiza una comparativa entre las diferentes morfologías presentadas, y se recogen diversas conclusiones referidas al análisis de posiciones, velocidades y singularidades desarrollado.En definitiva, en este trabajo se desarrolla la síntesis y el análisis de una familia de manipuladores de baja movilidad con movimientos parcialmente desacoplados, salvando el gran inconveniente que habitualmente se presenta.