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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2008.tde-11092008-141036
Document
Author
Full name
Gilson Finotti
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Coelho, Tarcisio Antonio Hess (President)
Costa Neto, Álvaro
Stavropoulos, Konstantinos Dimitriou
Title in Portuguese
Cálculo explícito dos torques dos atuadores de um robô paralelo plano empregando o método de Kane.
Keywords in Portuguese
Cinemática
Dinâmica
Estática
Método de Kane
Robô paralelo
Robôs
Abstract in Portuguese
Há mais de uma década os robôs paralelos têm atraído a atenção das comunidades acadêmica e industrial devido às suas vantagens potenciais sobre as arquiteturas predominantes - as seriais. Dentre estas vantagens, pode-se citar a leveza, as elevadas velocidades e acelerações e a capacidade de carga. A aplicação industrial mais promissora para estas arquiteturas alternativas de robôs são as operações "pega-e-põe", necessárias nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de componentes eletrônicos. Neste trabalho apresenta-se um robô paralelo, concebido com a finalidade de realizar operações "pega-e-põe" no espaço bidimensional (plano). O objetivo principal é a análise dinâmica deste mecanismo, empregando o método de Kane, para a determinação dos torques dos atuadores e das forças de reação, causados pelo efeito dinâmico de sua movimentação, quando a garra esteja sujeita a esforços externos e realizando uma trajetória retilínea ou circular em movimento uniforme ou uniformemente variado. Para tanto, desenvolveu-se nesta dissertação a análise cinemática do robô, um estudo de possíveis trajetórias para a garra, o levantamento do espaço de trabalho, bem como a análise dinâmica correspondente. Incluiu-se também diversas simulações para caracterizar melhor suas propriedades.
Title in English
Explicit determination of the driving torques of a planar parallel robot by using Kane's method.
Keywords in English
Dynamics
Kane method
Kinematics
Parallel robot
Statics
Abstract in English
For over a decade parallel robots have attracted the interest from academic and industrial communities due to their potential advantages over the predominant serial architecture. Among these advantages are the lighter weight and higher speeds, accelerations, and load capacity. The most promising industrial application for these alternative architectures are the pick-and-place operations, which are needed in food, pharmaceutical and electronics industries. We show here a parallel robot designed to perform pick-and-place operations in two dimensions , i.e., on a plane. The main goal is the dynamical analysis of this mechanism by means of the Kane method. We determine the torques of the actuators and the reaction forces caused by the dynamical effects of its movement, when its end-effector is subject to external load. The cases of uniform and accelerated movements, with either straight or circular trajectory, are considered. Therefore, in this dissertation we present the kinematics analysis of the robot, an analysis of possible end-effector trajectories, the workspace development, and the corresponding dynamical analysis. A few simulations are also included to better describe its properties.
 
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Errata.pdf (5.31 Kbytes)
Publishing Date
2008-09-22
 
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