Diseño y Pruebas de un Robot de 3 Grados de Libertad para Estudiar la Respuesta Humana a la Vibración
Autores: Marzaroli, Pietro; Albanetti, Alessandro; Negri, Edoardo; Giberti, Hermes; Tarabini, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo describe el diseño y la validación de un sistema de excitación electromecánico para la caracterización de la respuesta del cuerpo humano a vibraciones multiaxiales. El sistema presentado se basa en la configuración delta lineal y está diseñado para exponer a sujetos de pie a vibraciones a lo largo de tres ejes perpendiculares, con un ancho de banda de excitación de al menos 30 Hz y una amplitud de vibración máxima de +/-30 mm en la dirección vertical y +/-20 mm en las direcciones horizontales. Las dimensiones características del shaker son el resultado de la optimización numérica del índice de manipulabilidad inversa; los motores y transmisiones se han seleccionado utilizando una simulación dinámica de multicuerpos. Se realizaron simulaciones de elementos finitos para asegurar que las resonancias estructurales estuvieran fuera del ancho de banda de excitación. Una vez fabricado el shaker, se realizaron experimentos para verificar la capacidad del sistema en condiciones de prueba reales. El error cuadrático medio entre el módulo de la aceleración impuesta y la medida se encuentra entre 5.7 x 10 y 1.4 x 10 m/s en el rango de frecuencia entre 1 y 50 Hz, demostrando el buen resultado del proceso de diseño.
Descripción
Este trabajo describe el diseño y la validación de un sistema de excitación electromecánico para la caracterización de la respuesta del cuerpo humano a vibraciones multiaxiales. El sistema presentado se basa en la configuración delta lineal y está diseñado para exponer a sujetos de pie a vibraciones a lo largo de tres ejes perpendiculares, con un ancho de banda de excitación de al menos 30 Hz y una amplitud de vibración máxima de +/-30 mm en la dirección vertical y +/-20 mm en las direcciones horizontales. Las dimensiones características del shaker son el resultado de la optimización numérica del índice de manipulabilidad inversa; los motores y transmisiones se han seleccionado utilizando una simulación dinámica de multicuerpos. Se realizaron simulaciones de elementos finitos para asegurar que las resonancias estructurales estuvieran fuera del ancho de banda de excitación. Una vez fabricado el shaker, se realizaron experimentos para verificar la capacidad del sistema en condiciones de prueba reales. El error cuadrático medio entre el módulo de la aceleración impuesta y la medida se encuentra entre 5.7 x 10 y 1.4 x 10 m/s en el rango de frecuencia entre 1 y 50 Hz, demostrando el buen resultado del proceso de diseño.