Métodos Geométricos Avanzados para el Diseño de Mecanismos, Metamateriales y Robots

U.T.N. PID2018 código 4839

Datos del proyecto (2018)

Director: Dr. Ing. Martín Pucheta

Codirector: Dr. Ing. David Gaydou

Fecha de inicio y fin: 01/01/2018 al 31/12/2019

Integrantes: Karim Alejandra Nemer, Alejandro Gastón Gallardo

Becarios: Rodrigo Gonzalez

Plan de investigación

La utilización de métodos geométricos avanzados como la Teoría de Helicoides y la representación del grupo de los desplazamientos espaciales SE(3) ha adquirido gran importancia en el diseño, simulación y control de sistemas mecánicos complejos con tarea fija (mecanismos y metamateriales) o flexible (robots). En este proyecto se persigue integrar metodologías de diseño conceptual de mecanismos, materiales y robots, con metodologías para el análisis, el control y su simulación computacional: (i) En el diseño conceptual se propone hacer uso de sistemas de helicoides infinitesimales aplicado al diseño de mecanismos flexibles basado en restricciones impuestas por flexores de vigas. El diseño de mecanismos flexibles se puede sistematizar manipulando estos sistemas con álgebra lineal. Las operaciones de unión e intersección entre sistemas permiten generar mecanismos y el agregado de restricciones de diseño y de la tarea cinemática permiten dimensionarlos. (ii) Utilizando principios cinemáticos, se propone generar mecanismos para un volumen elemental representativo de un material y obtener así metamateriales mecánicos. (iii) Estos sistemas de helicoides se pueden utilizar también para describir el espacio de trabajo de robots de cadenas abiertas y de cadena cerradas, para estos últimos se estudiarán los conocidos como robots paralelos. (iv) A futuro, se espera utilizar estos métodos geométricos tanto para resolver el dimensionamiento como para describir y resolver numéricamente las ecuaciones del movimiento y el control de estos sistemas mecánicos, incluyendo la cinemática y dinámica inversa. Como aplicación práctica, estos métodos se utilizarán para diseñar instrumental de medición de precisión, metamateriales, micro y nanomanipuladores robóticos.

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