Un enfoque de sistema multibody para el desarrollo sistemático de un modelo cinemático de cadena cerrada para vehículos de dos ruedas
Autores: Manrique-Escobar, Camilo Andres; Pappalardo, Carmine Maria; Guida, Domenico
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Investigación
Modelo cinemático de cadena cerrada
Bicicletas
Motocicletas
Enfoque de sistema multibody
Restricciones de contacto rueda-suelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
En esta investigación, se desarrolla un modelo cinemático de cadena cerrada para vehículos de dos ruedas. El modelo cinemático desarrollado en este trabajo es general y, por lo tanto, es adecuado para describir la compleja geometría del movimiento tanto de bicicletas como de motocicletas. Dado que el modelo cinemático propuesto se desarrolla sistemáticamente en el artículo empleando un enfoque sólido de sistemas multibody, que se basa en el uso de una descripción cinemática de cadena cerrada sencilla, permite evaluar fácilmente la efectividad de dos métodos alternativos para formular las restricciones de contacto rueda-suelo. Los métodos empleados para este propósito son una técnica basada en la geometría del producto cruzado de vectores y una estrategia basada en una simple parametrización de superficie de la rueda delantera. Para este fin, considerando un sistema de vehículo impulsado cinemáticamente, se realiza un análisis comparativo para analizar la geometría del contacto entre la rueda delantera del vehículo y el suelo, lo que representa un problema fundamental en el estudio del movimiento de vehículos de dos ruedas en general. Posteriormente, se lleva a cabo un análisis numérico exhaustivo y extenso, basado en el enfoque sistemático de multibody mencionado anteriormente, para estudiar la cinemática del sistema en detalle. Además, la orientación del conjunto delantero, que incluye la horquilla frontal, el manillar y la rueda delantera en un subsistema sin costuras, se formula implícitamente a través de la definición de tres rotaciones sucesivas, y este enfoque se utiliza para proponer una formulación explícita de su conjunto inherente de ángulos de Euler. En general, los resultados numéricos desarrollados en el presente trabajo se comparan favorablemente con los encontrados en la literatura sobre cinemática de vehículos y geometría de contacto.
Descripción
En esta investigación, se desarrolla un modelo cinemático de cadena cerrada para vehículos de dos ruedas. El modelo cinemático desarrollado en este trabajo es general y, por lo tanto, es adecuado para describir la compleja geometría del movimiento tanto de bicicletas como de motocicletas. Dado que el modelo cinemático propuesto se desarrolla sistemáticamente en el artículo empleando un enfoque sólido de sistemas multibody, que se basa en el uso de una descripción cinemática de cadena cerrada sencilla, permite evaluar fácilmente la efectividad de dos métodos alternativos para formular las restricciones de contacto rueda-suelo. Los métodos empleados para este propósito son una técnica basada en la geometría del producto cruzado de vectores y una estrategia basada en una simple parametrización de superficie de la rueda delantera. Para este fin, considerando un sistema de vehículo impulsado cinemáticamente, se realiza un análisis comparativo para analizar la geometría del contacto entre la rueda delantera del vehículo y el suelo, lo que representa un problema fundamental en el estudio del movimiento de vehículos de dos ruedas en general. Posteriormente, se lleva a cabo un análisis numérico exhaustivo y extenso, basado en el enfoque sistemático de multibody mencionado anteriormente, para estudiar la cinemática del sistema en detalle. Además, la orientación del conjunto delantero, que incluye la horquilla frontal, el manillar y la rueda delantera en un subsistema sin costuras, se formula implícitamente a través de la definición de tres rotaciones sucesivas, y este enfoque se utiliza para proponer una formulación explícita de su conjunto inherente de ángulos de Euler. En general, los resultados numéricos desarrollados en el presente trabajo se comparan favorablemente con los encontrados en la literatura sobre cinemática de vehículos y geometría de contacto.