Tensor de Torque Parcial y Su Representación de Bloques de Construcción para la Dinámica de Estructuras Ramificadas Usando Grafos Computacionales
Autores: Kusaka, Takashi; Tanaka, Takayuki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Euler-lagrange
Newton-euler
Método lagrangiano parcial
Torque
Gráfico computacional
Análisis dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los métodos de Euler-Lagrange y Newton-Euler se utilizan típicamente para derivar ecuaciones de movimiento para manipuladores de enlace serial. Anteriormente propusimos un método lagrangiano parcial, que es similar al método lagrangiano, para manejar las ecuaciones de movimiento de manera analítica. Además, el método propuesto puede manejar eficientemente análisis de múltiples enlaces, similar al método Newton-Euler. El método lagrangiano parcial organiza el lagrangiano, que se obtiene de la estructura del enlace, y el par, que se obtiene mediante operaciones diferenciales, en una tabla que puede ser fácilmente manejada tanto por cálculos manuales como por análisis computacionales. Además, al representarlo utilizando un gráfico computacional, es posible realizar un análisis dinámico manteniendo la estructura de un sistema. Al observar los nodos intermedios de este gráfico computacional, es posible observar cómo el par generado en un enlace particular afecta la articulación. Organizar la estructura con gráficos nos permite considerar sistemas complejos como una colección de subgráficos, lo que hace que este método sea altamente compatible con nuestro enfoque lagrangiano parcial propuesto. Este estudio muestra que el tensor de par parcial puede ser utilizado como un análogo de la tabla de par parcial para sistemas de enlace serial al interpretar el significado de la tabla, es decir, el par parcial, como la interacción entre los enlaces con el fin de simplificar el tratamiento de sistemas de enlaces ramificados. Debido al uso del tensor de par parcial, las dimensiones del tensor corresponden uno a uno con el número de ramas, permitiendo la descripción de cualquier sistema ramificado. Además, al utilizar la representación de bloques de construcción propuesta, incluso los sistemas ramificados complejos pueden ser diseñados y analizados fácilmente.
Descripción
Los métodos de Euler-Lagrange y Newton-Euler se utilizan típicamente para derivar ecuaciones de movimiento para manipuladores de enlace serial. Anteriormente propusimos un método lagrangiano parcial, que es similar al método lagrangiano, para manejar las ecuaciones de movimiento de manera analítica. Además, el método propuesto puede manejar eficientemente análisis de múltiples enlaces, similar al método Newton-Euler. El método lagrangiano parcial organiza el lagrangiano, que se obtiene de la estructura del enlace, y el par, que se obtiene mediante operaciones diferenciales, en una tabla que puede ser fácilmente manejada tanto por cálculos manuales como por análisis computacionales. Además, al representarlo utilizando un gráfico computacional, es posible realizar un análisis dinámico manteniendo la estructura de un sistema. Al observar los nodos intermedios de este gráfico computacional, es posible observar cómo el par generado en un enlace particular afecta la articulación. Organizar la estructura con gráficos nos permite considerar sistemas complejos como una colección de subgráficos, lo que hace que este método sea altamente compatible con nuestro enfoque lagrangiano parcial propuesto. Este estudio muestra que el tensor de par parcial puede ser utilizado como un análogo de la tabla de par parcial para sistemas de enlace serial al interpretar el significado de la tabla, es decir, el par parcial, como la interacción entre los enlaces con el fin de simplificar el tratamiento de sistemas de enlaces ramificados. Debido al uso del tensor de par parcial, las dimensiones del tensor corresponden uno a uno con el número de ramas, permitiendo la descripción de cualquier sistema ramificado. Además, al utilizar la representación de bloques de construcción propuesta, incluso los sistemas ramificados complejos pueden ser diseñados y analizados fácilmente.