Otimização do desempenho dinâmico de robôs paralelos acionados por cabos com redundância cinemática utilizando reposicionamento contínuo
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18362 |
Resumo: | Parallel robots play a key role in manufacturing processes. Among its classifications, there is a specific type called parallel robot driven by cables (RPAC), which has good inertial properties and relatively low costs. Even so, there may be undesired characteristics, such as the presence of singularities inside the work area, which leads, for example, to loss of rigidity of cables, distribution of forces and vibration. One way to improve the manipulator architecture is through kinematic redundancy, a technique that consists of adding an active joint in one of the kinematic chains of the non-redundant manipulator. Based on that, a numerical model of a cable-driven parallel planar robot was implemented in MATLAB software and the impact of kinematic redundancy was defined through a continuous repositioning of the redundant joints. It was possible to compare different redundancy resolution strategies through an optimization algorithm, in order to minimize the forces acting on the cables during the execution of the trajectory, as well as to understand the influence of the rotation of the end-effector on these values. The results showed an improvement in the dynamic performance of the redundant manipulators compared to the non-redundant model, in addition to comparing between the redundant models which strategy was more assertive. |
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Oliveira, Gabriel LuisFontes, João Vitor de Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/94736681440914357e520068-6843-4316-bfa1-ebaab1adc7262023-08-02T19:02:30Z2023-08-02T19:02:30Z2022-10-03OLIVEIRA, Gabriel Luis. Otimização do desempenho dinâmico de robôs paralelos acionados por cabos com redundância cinemática utilizando reposicionamento contínuo. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18362.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18362Parallel robots play a key role in manufacturing processes. Among its classifications, there is a specific type called parallel robot driven by cables (RPAC), which has good inertial properties and relatively low costs. Even so, there may be undesired characteristics, such as the presence of singularities inside the work area, which leads, for example, to loss of rigidity of cables, distribution of forces and vibration. One way to improve the manipulator architecture is through kinematic redundancy, a technique that consists of adding an active joint in one of the kinematic chains of the non-redundant manipulator. Based on that, a numerical model of a cable-driven parallel planar robot was implemented in MATLAB software and the impact of kinematic redundancy was defined through a continuous repositioning of the redundant joints. It was possible to compare different redundancy resolution strategies through an optimization algorithm, in order to minimize the forces acting on the cables during the execution of the trajectory, as well as to understand the influence of the rotation of the end-effector on these values. The results showed an improvement in the dynamic performance of the redundant manipulators compared to the non-redundant model, in addition to comparing between the redundant models which strategy was more assertive.Os robôs paralelos desempenham um papel fundamental nos processos de fabricação. Dentre suas classificações, existe um tipo específico denominado robô paralelo acionado por cabos (RPAC), que apresenta boas propriedades inerciais e custos relativamente baixos. Ainda assim, pode haver características indesejadas, tais como a presença de singularidades no interior da área de trabalho, o que acarreta em, por exemplo, perda de rigidez dos cabos, distribuição de forças e vibração. Umas das maneiras de aprimorar a arquitetura do manipulador é por meio da redundância cinemática, técnica que consiste em adicionar uma junta ativa em uma das cadeias cinemáticas do manipulador não redundante. Tendo isso em vista, um modelo numérico de um robô paralelo planar acionado por cabos foi implementado no software MATLAB e o impacto da redundância cinemática foi definido mediante um reposicionamento contínuo das juntas redundantes. A partir de um algoritmo de otimização foi possível comparar diferentes estratégias de resolução de redundância, com o intuito de minimizar as forças atuantes nos cabos durante a execução da trajetória, bem como entender a influência da rotação do efetuador final nestes valores. Os resultados demonstraram uma melhoria no desempenho dinâmico dos manipuladores redundantes frente ao modelo não redundante, além de comparar entre os modelos redundantes qual estratégia foi mais adequada.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Mecânica - EMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRedundância cinemáticaRobôs paralelos acionados por cabosOtimizaçãoOUTROS::ENGENHARIA MECATRONICAOtimização do desempenho dinâmico de robôs paralelos acionados por cabos com redundância cinemática utilizando reposicionamento contínuoDynamic performance optimization of cable-driven parallel robots with kinematic redundancy using ongoing repositioninginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600f30337d3-cf38-40b7-a663-7055c78a90careponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC_GabrielOliveira.pdfTCC_GabrielOliveira.pdfapplication/pdf3376226https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18362/1/TCC_GabrielOliveira.pdff791e2082009310a0a851645132fb721MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18362/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTTCC_GabrielOliveira.pdf.txtTCC_GabrielOliveira.pdf.txtExtracted texttext/plain74052https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18362/3/TCC_GabrielOliveira.pdf.txt9d6f225065c86dead1d1b5ca555b1a23MD53ufscar/183622024-05-14 18:28:24.896oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18362Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T18:28:24Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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