Análisis Dinámico de mecanismos paralelos con requisitos de diseño mecatrónico

Abstract

[ES]El objetivo del presente TFG es el Análisis Dinámico de mecanismos paralelos según las necesidades de la mecatrónica. La mecatrónica requiere expresiones explícitas de las fuerzas motoras que sólo dependen de las propias posiciones, velocidades y aceleraciones en los accionamientos. Ello requiere métodos avanzados de la mecánica analítica de sólido rígido. Concretamente se han desarrollado la ecuación de Lagrange modificada (según [11]) y la ecuación de Boltzmann-Hamel modificada, siendo esta última una aportación de este TFG. Como aplicación práctica se ha programado un modelo mecatrónico para un manipulador paralelo 5R y se ha optimizado el diseño de una Multi Axis Simulation Table 3PRS.

[EN]The objective of this Bachelor Thesis is to illustrate the dynamical analysis of parallel mechanisms according to the requirements of mechatronics. Some applications of mechatronics need an explicit expression of the driving forces in terms of actuator positions, velocities and accelerations. This demands the use of advanced methods of analytical rigid body mechanics. One important point of this thesis is to refine the modified Lagrange equation (according to [11]) and to develop the modified Boltzmann-Hamel equation. Furthermore a mechatronical model of the 5R parallel manipulator and the design optimization of the Multi Axis Simulation Table 3PRS are within the scope of this project

[DE]Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die kinetische Analyse parallelkinematischer Roboter gemäß den Anforderungen der Mechatronik herauszuarbeiten. Für einige mechatronische Anwendungen ist es notwendig die Antriebskräfte explizit durch die Antriebsstellungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen beschreiben zu können. Um dies zu erreichen werden fortgeschrittene Methoden der Analytischen Starrkörpermechanik angewendet und weiterentwickelt. Zum einen wird der Lagrange-Formalismus (gemäß [11]) für die Parallelkinematik modifiziert und zum anderen wird eine neue Version der Boltzmann-Hamel Gleichung hergeleitet. Diese theoretischen Grundlagen finden praktische Anwendung bei der Programmierung eines mechatronischen Modelles des Manipulators 5R und bei der Designoptimierung einer Multi Axis Simulation Table 3PRS.