Análisis mecánico inteligente: metodología para el estudio paramétrico de mecanismos

• Autores: Eduardo Corral Abad
• Directores de la Tesis: Jesús Meneses Alonso (dir. tes.), Juan Carlos García Prada (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Carlos III de Madrid ( España ) en 2015
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Gimenez Fernandez (presid.), Ramón I. Barber Castaño (secret.), Giuseppe Carbone (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Mecánica
      • Mecánica analítica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: e-Archivo
• Resumen

  • Esta Tesis Doctoral se centra en el campo de la robótica pasiva, y más concretamente en el análisis, diseño, evaluación y su aplicación a los robots caminantes. Entre otras ventajas potenciales que ofrecen los análisis dinámicos directo e inverso de un caminante, se pueden destacar como las más significativas: controlar el riesgo de deslizamiento, mejorar la estabilidad mediante el control de la distribución de las fuerzas en las patas, disminuir la influencia de perturbaciones externas o internas (incluyendo errores de modelado), mejorar la adaptación al entorno, conseguir movimientos suaves (acomodaticios) del robot, evitar vibraciones innecesarias en la estructura mecánica, y optimizar el consumo de energía para hacer a los robots más autónomos. Entre los diversos tipos de robots caminantes posibles, se ha afrontado el estudio cinemático y dinámico en dos casos de especial interés: un bípedo humanoide y un vehículo UGV (Unmanned Ground Vehicle: vehículo terrestre no tripulado), que presentan problemáticas diferenciadas, y también algunos elementos comunes. En la tesis se investigan y proponen nuevos métodos de análisis y algoritmos, tanto directos, inversos o cuasi-estáticos que aportan nuevas soluciones a la mecánica de las máquinas objeto de estudio, que son de especial interés cuando éstas se desplazan por terreno irregular o están sometidas a perturbaciones. En esta tesis se presenta un robot bípedo con numerosos eslabones pero un sólo un actuador, basado en la combinación de mecanismos articulares clásicos, que desarrollan el movimiento completo de caminar. Es decir, el mecanismo completo posee un único grado de libertad, y ha sido bautizado con el nombre de PASIBOT. Así pues, se ha realizado el análisis mecánico completo y exhaustivo del robot PASIBOT Esta metodología puede ser aplicada a otros mecanismos, vehículos o robots. Y una de las aportaciones en esta investigación es un análisis cuasi-estático realizado a un UGV con la misma filosofía de minimizar la perdida de energía haciéndolo más pasivo y óptimo mediante un análisis mecánico fundamental. Sobre las dos plataformas seleccionadas, se han llevado a cabo numerosos experimentos con la finalidad de verificar el grado de consecución de los objetivos propuestos, con resultados muy satisfactorios.