Modelado de Rigidez Elastostática y Evaluación del Rendimiento de un Manipulador Paralelo Actuado Redundantemente 2UPR-2PRU
Autores: Chai, Xinxue; Ye, Wei; Li, Qinchuan; Xu, Lingmin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Actuación redundante
Manipuladores paralelos
Modelado de rigidez
Estudio de rendimiento
Redundancia de actuación
Análisis de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los manipuladores paralelos (PMs) con actuadores redundantes han atraído una gran atención ya que generalmente tienen mejor rigidez que los que no son redundantes. Este artículo presenta un estudio de modelado analítico de rigidez elastostática y rendimiento de un PM 2UPR-2PRU con redundancia de actuadores, que tiene dos grados de libertad rotacionales y uno translacional (U: junta universal; P: junta prismática; R: junta rotativa). Primero, se revisa y verifica brevemente el desplazamiento inverso. En segundo lugar, se deducen las matrices de rigidez de los miembros UPR y PRU utilizando el principio de energía de deformación, seguido de la matriz de rigidez general del PM 2UPR-2PRU. Combinado con el software ANSYS, se utiliza el método de análisis de elementos finitos para verificar la corrección y universalidad de los modelos de rigidez calculando las deformaciones de cuatro configuraciones seleccionadas. Finalmente, se utiliza el índice de rigidez basado en el trabajo virtual para evaluar el rendimiento del PM 2UPR-2PRU, y se discute la influencia de diferentes cargas externas y alturas operativas en el rendimiento de rigidez. También se presenta la relación entre configuraciones singulares y el índice de rigidez. Los modelos de rigidez y las distribuciones de rendimiento del PM 2UPR-2PRU con redundancia de actuadores pueden proporcionar referencias para las aplicaciones reales.
Descripción
Los manipuladores paralelos (PMs) con actuadores redundantes han atraído una gran atención ya que generalmente tienen mejor rigidez que los que no son redundantes. Este artículo presenta un estudio de modelado analítico de rigidez elastostática y rendimiento de un PM 2UPR-2PRU con redundancia de actuadores, que tiene dos grados de libertad rotacionales y uno translacional (U: junta universal; P: junta prismática; R: junta rotativa). Primero, se revisa y verifica brevemente el desplazamiento inverso. En segundo lugar, se deducen las matrices de rigidez de los miembros UPR y PRU utilizando el principio de energía de deformación, seguido de la matriz de rigidez general del PM 2UPR-2PRU. Combinado con el software ANSYS, se utiliza el método de análisis de elementos finitos para verificar la corrección y universalidad de los modelos de rigidez calculando las deformaciones de cuatro configuraciones seleccionadas. Finalmente, se utiliza el índice de rigidez basado en el trabajo virtual para evaluar el rendimiento del PM 2UPR-2PRU, y se discute la influencia de diferentes cargas externas y alturas operativas en el rendimiento de rigidez. También se presenta la relación entre configuraciones singulares y el índice de rigidez. Los modelos de rigidez y las distribuciones de rendimiento del PM 2UPR-2PRU con redundancia de actuadores pueden proporcionar referencias para las aplicaciones reales.