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Title: Diseño, construcción y control de un prototipo de robot paralelo accionado por cuatro cables
Authors: Aguas Haro, Xavier Iván
Keywords: ROBÓTICA
CONTROL COMPUTARIZADO
CONTROL DE PROCESOS
Issue Date: 21-Feb-2019
Publisher: Quito, 2019.
Citation: Aguas Haro, X. I. (2019). Diseño, construcción y control de un prototipo de robot paralelo accionado por cuatro cables. 151 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Cable robots are a special class of parallel robots that are formed by replacing rigid links with cables. Thanks to the physical characteristics of cables, such as low inertia and greater range of movement than spherical joints, becomes them excellent candidates for a wide range of applications due to their advantages such as: high speed manipulation, high payload and low costs for installation and maintenance. They can be found in sporting events to move cameras from one place to another, in automobile industry (painting section) and mainly for the rehabilitation of limbs. However, it is challenging to control them due to the unilateral cable property maintaining a positive tension in the cables. The main objective of this research is the design, control and implementation of a parallel robot driven by four cables to trace predefined figures through the analysis of its kinematic and dynamic model. Simulations were carried out in MATLAB / SIMULINK software in order to test the proposed control system and then implemented it in the built robotic prototype. It is important to emphasize that redundancy is part of the mechanic design of the proposed robot, i.e, more cables than degrees of freedom to avoid that certain cables require more tension or the end-effector loses control at some point in the workspace due to the lost of tension in the cables.
Description: Los robots accionados por cables son una clase especial de robots paralelos, los cuales están formados al reemplazar los enlaces rígidos por cables. Gracias a las características físicas que otorgan los cables como baja inercia y mayor rango de movimiento en comparación con las articulaciones esféricas, les permite ser excelentes candidatos para realizar una amplia gama de aplicaciones porque poseen ventajas como: manipulación de objetos a alta velocidad, carga útil alta, bajo costo de instalación y mantenimiento. Son encontrados en eventos deportivos para trasladar cámaras de un lugar a otro, así como también, en la industria del automovilismo (sección de pintura) y principalmente para la rehabilitación de extremidades. Sin embargo, debido a la propiedad unilateral de los cables, mantener una tensión positiva en los cables se vuelve un enorme desafío controlarlos. El objetivo principal de esta investigación es presentar el diseño, control e implementación de un robot paralelo accionado por cuatro cables para trazar varias figuras predefinidas a través del análisis del modelo cinemático y dinámico. Las simulaciones fueron llevadas a cabo en el software MATLAB/SIMULINK con el fin de probar el sistema de control propuesto para posteriormente implementarlo en el prototipo robótico construido. Es importante recalcar que para el diseño mecánico del robot accionado por cables propuesto se consideró la redundancia de actuación, es decir, más cables que grados de libertad para evitar que ciertos cables requieran mayor tensión o que el efector no alcance la posición deseada en algún punto del espacio de trabajo por la pérdida de tensión en alguno de sus cables.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/20102
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