Contribuições para a enumeração e para a análise de mecanismos e manipuladores paralelos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Simoni, Roberto
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93467
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010
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spelling Universidade Federal de Santa CatarinaSimoni, RobertoMartins, DanielDoria, Celso Melchiades2012-10-24T22:44:03Z2012-10-24T22:44:03Z2012-10-24T22:44:03Z281094http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93467Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010A fase de projeto conceitual demecanismos emanipuladores paralelos, i.e. estruturas cinematicas, destina-se ao desenvolvimento da concepçao da cadeia cinematica. As etapas fundamentais para o desenvolvimento da concepao da cadeia cinematica sao sintese e analise. A sintese corresponde à enumeraçao de concepcoes e a analise corresponde `a seleçao das concepçoes mais promissoras considerando os requisitos de projeto. O objetivo deste trabalho é aplicar ferramentas da teoria de grupos e teoria de grafos para a enumeraçao e para a analise de estruturas cinematicas. A enumeraçao sera desenvolvida de forma sistematica em tres niveis: enumeraçao de cadeias cinematicas, enumeraçao de mecanismos e enumeraçao de manipuladores paralelos. A aplicaçao de ferramentas da teoria de grafos e grupos permite desenvolver novos metodos para enumeraçao e, consequentemente, obter novos resultados. A analise sera simplificada considerando um novo metodo que avalia as simetrias das cadeias cinematicas. Uma cadeia cinematica é representada de forma univoca atraves de um grafo. A representaçao atraves do grafo permite a manipulaçao computacional do problema de enumeraçao de cadeias cinematicas. A aplicaçao de ferramentas integradas da teoria de grafos e teoria de grupos permite identificar as simetrias das cadeias cinematicas atraves do grupo de automorfismos do grafo e, assim, é possivel identificar quais são as possiveis escolhas de base para novos mecanismos e avaliar quais sao as possiveis escolhas de base e efetuador final para manipuladores paralelos. O primeiro nivel da sintese corresponde à enumeraçao de cadeias cinematicas com determinada mobilidade, numero de elos, numero de juntas que operam num determinado sistema de helicoides. O segundo nivel da sintese corresponde a enumeraçao de mecanismos. Um mecanismo é uma cadeia cinematica com um elo escolhido para ser a base. Assim, a enumeraçao de mecanismos consiste em determinar todas as possiveis escolhas de bases para uma determinada cadeia cinematica. O principal conceito empregado neste nivel é o de simetria de grafos não coloridos e orbitas do grupo de automorfismos. O terceiro nivel da sintese corresponde `a enumeraçao de manipuladores paralelos. Um manipulador paralelo é uma cadeia cinematica com um elo escolhido para ser a base e outro para ser o efetuador final. Em outras palavras, um manipulador paralelo é um mecanismo com um elo escolhido para ser o efetuador final. Assim, a enumeraçao de manipuladores paralelos consiste em determinar todas as possiveis escolhas de efetuador final para um determinado mecanismo. O principal conceito empregado neste nivel é a simetria de grafos coloridos e orbitas do grupo de automorfismos de grafos coloridos. Na etapa de analise das concepcoes enumeradas serao abordadas propriedades bem estabelecidas na literatura: mobilidade, variedade, conectividade, grau de controle, redundancia e simetria. Mobilidade e variedade sao propriedades globais das estruturas cinematicas. Conectividade, grau de controle e redundancia sao propriedades locais, i.e. entre dois elos da estrutura cinematica e sao dadas por matrizes n×n, onde n é o número de elos da cadeia. A simetria pode ser considerada uma propriedade global e/ou local da estrutura cinem´atica. A aplicaçao de ferramentas integradas da teoria de grafos e teoria de grupos permite demonstrar que as propriedades locais sao invariantes pela acao do grupo de automorfismos do grafo, i.e. elas sao propriedades simetricas. Desta forma, a representaçao matricial é reduzida de n×n para o×n, onde o é o numero de orbitas do grupo de automorfismos do grafo aassociado à estrutura cinematica. Essa abordagem permite simplificar a analise de estruturas cinematicas apenas considerando as simetrias das cadeia associadas.181 p.| il., grafs., tabs.engEngenharia mecânicaAnáliseOrbitasSimetriaTeoria dos gruposTeoria dos grafosAutomorfismoProjetos conceituaisManipuladores (Mecanismo)Contribuições para a enumeração e para a análise de mecanismos e manipuladores paralelosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL281094.pdfapplication/pdf2556693https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/93467/1/281094.pdf3357c5d3f7a1cfe0bddeec63b21572c0MD51TEXT281094.pdf.txt281094.pdf.txtExtracted Texttext/plain342107https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/93467/2/281094.pdf.txta0532f02cf3dcdefedbb2f2a6d612da4MD52THUMBNAIL281094.pdf.jpg281094.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg707https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/93467/3/281094.pdf.jpg673eb773a1c9a281ec2c260b6a341261MD53123456789/934672013-05-01 11:36:12.668oai:repositorio.ufsc.br:123456789/93467Repositório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-05-01T14:36:12Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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