SUMMARYThis paper introduces a novel 6-DOF parallel manipulator, which is composed of two 3-RUS parallel manipulators that share a common three-dimensional moving platform. Semi-analytical form solutions are easily obtained to solve the forward displacement analysis of the robot using the non-planar geometry of the moving platform, whereas the velocity, acceleration, and singularity analyses are performed using screw theory. A case study is included to show the application of the kinematic model, which is verified with the aid of a commercially available software. Simple kinematic analysis and reduced singular regions are the main benefits of the proposed parallel manipulator.
Este trabajo presenta el análisis cinemático de un manipulador reconfigurable integrado por dos sub-manipuladores paralelos que comparten una plataforma móvil. Una solución en forma semi-cerrada para el análisis directo de posición del robot es obtenida tomando ventaja de la geometría no plana de la plataforma móvil, mientras que los análisis de velocidad, aceleración y singularidades son desarrollados por medio de teoría de tornillos. Finalmente se propone una aproximación basada en el índice de manipulabilidad de la matriz jacobiana para determinar la configuración geométrica que optimiza el desempeño del manipulador dada una determinada postura de la plataforma móvil. Robot paralelo, Reconfiguración, Cinemática, Teoría de tornillos, Matriz jacobiana, Índice de manipulabilidad.
Abstract:In this contribution, a novel translational parallel robot composed of an arrangement of mechanisms with planar motion is presented. Its mobility is analyzed and the position analysis is solved by using equations derived from mechanical constraints. Furthermore, the analysis of velocity and acceleration are solved by means of the screw theory. For completeness, the inverse dynamics are also presented and solved by means of an interesting combination of the screw theory and the virtual work principle. Finally, a numerical example is included to show the application of the kinematic model, which is verified with the aid of a commercially available software.
ResumenEn este trabajo se propone el uso de plataformas para el desarrollo de aplicaciones virtuales como herramientas para el modelado de robots manipuladores. La propuesta se basa en aprovechar el gran potencial que actualmente tienen estas plataformas para solucionar la dinámica de cuerpos rígidos, lo que permite modelar de forma sencilla los aspectos mecánicos del manipulador. Por otro lado, la posibilidad ofrecida por estas plataformas de incorporar código de programación en lenguajes convencionales, permite modelar el comportamiento dinámico de sistemas físicos reales, tales como sensores y actuadores, lo que hace posible la implementación de una etapa virtual de instrumentación y control tal y como se realiza en un robot real. El uso de estas plataformas permite modelar desde cero cualquier robot manipulador. El modelado de un robot paralelo reconfigurable es presentado como caso de estudio.
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