Kinematic design of a 2-PRR parallel robot


Authors

DOI:

https://doi.org/10.22517/23447214.24161

Keywords:

Dimensional synthesis, design atlas, global condition index, , parallel robot, workspace

Abstract

Este artículo presenta una síntesis dimensional para un robot plano paralelo 2-PRR con estructura simétrica. Este robot posibilita la translación de la mesa móvil sin cambios en la orientación, lo cual resulta útil en aplicaciones que requieren posiciones controladas con alta rigidez. Debido a la alta sensibilidad que tienen estos robots con respecto a los cambios geométricos, muchas metodologías han sido desarrolladas para establecer la síntesis dimensional. En este trabajo se usó el Método de Normalización de Parámetros Finitos (PFNM) para establecer las dimensiones usando dos atlas de diseño, para el Índice Globales de Condición (GCI), y para el espacio de trabajo ( ). Se muestra que, para los dos atlas de diseño, GCI y , no es posible maximizar uno de los índices sin disminuir el otro, lo que representa un compromiso de diseño. Igualmente, se resaltan configuraciones singulares que vienen de geometrías especificas o de posiciones limite. La síntesis dimensional completa del 2-PRR es también presentada.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biography

Sebastián Durango Idárraga, Universidad Autónoma de Manizales

Profesor en el Departamento de Mecánica y Producción de la Universidad Autónoma de Manizales.

Ingeniero Mecánico (UAM, 2000)

Magister en Sistemas Automáticos de Producción (UTP, 2007)

Doctor en Ingeniería (EAFIT, 2011)

References

R. Aracil, R. J. Saltarén, J. Sabater and O. Reinoso, "Robots Paralelos: Máquinas con un Pasado para una Robótica del Futuro," RIAI, vol. 3, pp. 16-28, 2006. DOI: 10.4995/riai

https://doi.org/10.4995/riai

"Springer: Handbook of Robotics (Parallel Robots)," 2nd edition, Springer, Berlin, 2016. DOI: 10.1007/978-3-540-30301-5

https://doi.org/10.1007/978-3-540-30301-5

H. F. Quintero Riaza, M. J. Herrera López, and D. B. Peña Saravia, "Revisión del estado del arte de manipuladores paralelos," Sci. Tech. Año XV. Univ. Tecnológica Pereira, Colomb., no. 42, pp. 81-86, 2009. DOI: 10.22517/23447214.2593

J. P. Merlet and D. Daney, "Appropriate design of parallel manipulators," Smart Devices Mach. Adv. Manuf., pp. 1-25, 2008. DOI: 10.1007/978-1-84800-147-3_1

https://doi.org/10.1007/978-1-84800-147-3_1

J. P. Merlet, "Jacobian, Manipulability, Condition Number, and Accuracy of Parallel Robots," J. Mech. Des., vol. 128, no. 1, p. 199, 2006. DOI: 10.1115/1.2121740

https://doi.org/10.1115/1.2121740

F. T. Sánchez Marín, "Contribución a la Síntesis Dimensional de Mecanismos Planos de Generación de Trayectoria," Universitat Jaume I, 2000.

A. Ramírez-Matheus, M. Díaz-Rodríguez, and O. A. González-Estrada, "Estrategia de optimización para la síntesis dimensional de un robot paralelo5R para una aplicación de mesa de corte," Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 2, pp. 197-206, 2018. DOI: 10.18273/revuin.v16n2-2017018

https://doi.org/10.18273/revuin.v16n2-2017018

J. Wu, J. Wang, L. Wang, and Z. You, "Performance comparison of three planar 3-DOF parallel manipulators with 4-RRR, 3-RRR and 2-RRR structures," Mechatronics, vol. 20, no. 4, pp. 510-517, 2010. DOI: 10.1016/j.mechatronics.2010.04.012

https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2010.04.012

X. J. Liu and J. Wang, "A new methodology for optimal kinematic design of parallel mechanisms," Mech. Mach. Theory, vol. 42, no. 9, pp. 1210-1224, 2007. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.002

https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.002

X. J. Liu, J. Li, and Y. Zhou, "Kinematic optimal design of a 2-degree-of-freedom 3-parallelogram planar parallel manipulator," Mech. Mach. Theory, vol. 87, pp. 1-17, 2015. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.002

https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2006.08.002

X. J. Liu, J. Wang, and G. Pritschow, "Kinematics, singularity and workspace of planar 5R symmetrical parallel mechanisms," Mech. Mach. Theory, vol. 41, no. 2, pp. 145-169, 2006. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2005.05.004

https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2005.05.004

H. A. Moreno, R. Saltarén, I. Carrera, L. Puglisi, and R. Aracil, "Índices de desempeño de Robots Manipuladores: Una revisión del estado del arte," RIAI - Rev. Iberoam. Autom. e Inform. Ind., vol. 9, no. 2, pp. 111-122, 2012. DOI: 10.4995/riai

https://doi.org/10.4995/riai

X. J. Liu, J. Wang, and G. Pritschow, "Performance atlases and optimum design of planar 5R symmetrical parallel mechanisms," Mech. Mach. Theory, vol. 41, no. 2, pp. 119-144, 2006. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2005.05.003

https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2005.05.003

B. Peng, L. Zeng, Y. Sun, and X. Chen, "A novel high rigid 2-DOF parallel translating robot," 2009 2nd Int. Conf. Intell. Comput. Technol. Autom. ICICTA 2009, vol. 3, pp. 375-379, 2009. DOI: 10.1109/ICICTA.2009.557

https://doi.org/10.1109/ICICTA.2009.557

T. Huang, Z. Li, M. Li, D. G. Chetwynd, and C. M. Gosselin, "Conceptual Design and Dimensional Synthesis of a Novel 2-DOF Translational Parallel Robot for Pick-and-Place Operations," J. Mech. Des., vol. 126, no. 3, p. 449, 2004. DOI: 10.1115/1.1711822

https://doi.org/10.1115/1.1711822

J. P. Londoño Castro, "Diseño Cinemático de un sistema paletizador de producto terminado de la industria licorera de Caldas (ILC)," Universidad Autónoma de Manizales, 2013.

T. Yoshikawa, Fundation and Robotics: Analysis and Control, First. USA: Cambridge, 1990.

L.-W. Tsai, ROBOT ANALYSIS: The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, First edit. United States of America: John Willey and Sons, INC, 1999.

Downloads

Published

2020-09-30

How to Cite

Durango Idárraga, S., Delgado Martínez, M. C., Álvarez Vargas, C. A., Flórez Hurtado, R. D., & Flórez Ruiz, M. A. (2020). Kinematic design of a 2-PRR parallel robot. Scientia Et Technica, 25(3), 372–379. https://doi.org/10.22517/23447214.24161

Issue

Section

Mecánica