ANÁLISIS CINEMÁTICO DE UN DEDO ROBÓTICO MEDIANTE EL MÉTODO DE TORNILLOS INFINITESIMALES

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA

ESCUELA DE INGENIERIA MECÁNICA

“ANÁLISIS CINEMÁTICO DE UN DEDO HUMANO MEDIANTE EL MÉTODO DE TORNILLOS INFINITESIMALES”

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN:

TIPO INVESTIGACIÓN

AUTORES: DAVID QUEVEDO

  KAREN REMACHE

DIRECTORES:          Ing. ISAIAS CAICEDO

                        Ing. MIGUEL AQUINO

Riobamba – Ecuador

2019

©2019, GRUPO 3 (ANALISIS CINEMATICO – TORNILLOS INFINITESIMALES)

Se autoriza la reproducción total o parcial, con fines académicos, por cualquier medio o procedimiento, incluyendo la cta bibliográfica del documento, siempre y cuando se reconozca el Derecho de Autor,

Nosotros, DAVID QUEVEDO y KAREN REMACHE declaramos que el trabajo de investigación que presentamos es original y basado en el proceso de investigación y/o adaptación tecnológica establecido en la Facultad de Mecánica de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. En tal virtud, los fundamentos teórico- científicos y los resultados son de exclusiva responsabilidad de los autores. El patrimonio intelectual le pertenece a la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo.

Riobamba, 15 de julio del 2019

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DAVID GERARDO QUEVEDO LOPEZ      KAREN FERNANDA REMACHE CATAGÑA

060501765-6                                        0604511782

TABLA DE CONTENIDO

                                                                                                Páginas

RESUMEN                                                                                          

SUMMARY                                                                                                   

INTRODUCCIÓN                                                                                                                                    1

CAPÍTULO I

1.                 MARCO TEÓRICO        4

1.1.        Tornillos Infinitesimales        4

1.1.1.        Screws        4

1.1.2.        Velocidad        4

1.1.3        Aceleración        4

1.2.        Dedo Humano        10

1.3.        Descripción Funcional        11

CAPÍTULO II

2.                 MARCO METODOLÓGICO        4

2.1.        Criterio de Grubbler         4

2.2.        Análisis de posición mediante el criterio de Paul Burton        10

2.3.        Jacobiano        11

2.3.1.        Criterios de Singularidad        11

CAPÍTULO III

3.                 MARCO DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS        4

3.1.                 Ejercicios de aplicación        4

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIA

INDICE DE FIGURAS

Figura 1-1.  Diagrama abstracto de un robot manipulador de n g.d.l        4

Figura 2-1. Manipulador de 3 g.d.l, los ejes zi así como las coordenadas articulares.        5

Figura 3-1. Partes del dedo índice humano        11

Figura  4-1 Manipulador de dos grados de libertad accionado por tres actuadores. (b) Modelo de una articulación simple accionada por dos actuadores.        12

Figura 5-1. Representación en forma de revolutas las articulaciones del dedo.        12

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Revisión Manos Robóticas        2

Tabla 2-1 Dimensiones del dedo ´índice en especímenes humanos (mm)        11

RESUMEN        

El presente proyecto consiste en el análisis cinemático de un dedo robótico mediante el método de tornillos infinitesimales. Cada método aplicado se respalda con un análisis mediante ADAMS y MATLAB, el software aplicado en el modelamiento del dedo fue SOLIDWORKS, con el cual se facilitaron las cosas al realizar el motion del cuerpo. La teoría aplicada para corroborar los resultados mediante tornillos comprende en emplear el análisis de posiciones mediante diagrama de lazos, posteriormente se graficará las ecuaciones que se obtuvieron en el análisis de screws y en el análisis de lazos en el software MATLAB. El efecto final del análisis es llevar a cabo un prototipo de rehabilitador y poder comparar los resultados de trayectoria, velocidades y aceleraciones con los del dedo, para a fin de cuentas mediante un pequeño actuador rotacional se pueda dar movimiento a los eslabones que forman parte del cuerpo rehabilitador y este a su vez mueva en conjunto al dedo humano para que poco a poco vuelva a su estado de movimiento natural. El modelamiento utilizado en la presente investigación se tomó de una investigación previamente hecha, sin embargo, la explicación del porque se hace el análisis en dos partes de mecanismo de 4 barras y las respectivas curvas cinemáticas en los distintos programas se las hizo con conocimientos básicos de mecanismos.

SUMMARY

The present investigation consists of the kinematic analysis of a robotic finger using the infinitesimal screws method. Each applied method is supported by an analysis using ADAMS and MATLAB, the software applied in the modeling of the finger was SOLIDWORKS, with which things were facilitated when performing the body's motion. The theory applied to validate the results by means of screws comprises the use of the analysis of positions by means of a diagram of loops, then the equations obtained in the analysis of screws and in the analysis of loops in the MATLAB software will be graphed. The final effect of the analysis is to carry out a prototype of the rehabilitator and to be able to compare the trajectory, velocity and acceleration results with those of the finger, so that, by means of a small rotational actuator, the links that are part of the Rehabilitating body and this in turn move the human finger together so that little by little it returns to its state of natural movement. The modeling used in the present investigation was taken from a previously done research, however, the explanation of why the analysis is done in two parts of 4-bar mechanism and the respective kinematic curves in the different programs were made with basic knowledge of mechanisms.

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