APLICACIÓN DE HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN Y ANÁLISIS PARA DISEÑO DE UN ROBOT MANIPULADOR DE DOS GRADOS DE LIBERTAD CON CONFIGURACIÓN MANUAL DEL ESPACIO DE TRABAJO (APPLICATION OF SIMULATION AND ANALYSIS TOOLS FOR DESIGN OF A TWO DEGREES OF FREEDOM ROBOT MANIPULATOR WITH MANUAL CONFIGURATION OF THE WORKSPACE)

Resumen

Resumen

Este artículo presenta el análisis, diseño y simulación de un robot de dos grados de libertad reconfigurable para uso experimental y didáctico. El diseño propuesto permite la configuración manual de cuatro espacios de trabajo a través de un sistema de ajuste. Este trabajo incluye estimación de pares de los actuadores (motores de DC), así como cálculo de deformación, de esfuerzos y factor de seguridad, a través de las herramientas SolidWorks Motion y SolidWorks Simulation. El diseño mecánico es exportado a Simulink con SimMechanics®/Matlab y posteriormente se obtienen resultados de simulación de control de posición.  Los resultados de factor de seguridad obtenidos para el diseño propuesto son altos, dejando de lado la falla estructural; la estimación de pares puede servir de apoyo en la elección de los actuadores; mientras que los parámetros físicos del robot calculados mediante software permitieron la sintonía de controladores para visualizar el desempeño del sistema.

Palabras Claves: Configuración manual, Diseño mecánico, Espacios de trabajo, Simulación, Sistemas dinámicos, Robot Manipulador.

Abstract

This paper presents the analysis, design and simulation of a two degree of freedom reconfigurable robot manipulator for experimental and educational applications. Through and adjustment system, the proposed design allows manual configuration to operate in four workspaces. The estimate of torques of the actuators (DC motors), as well as deformation, forces, and safety factor calculation through SolidWorks Motion and SolidWorks tools are included in this work. The mechanical design is exported to Simulink with SimMechanics®/Matlab, after that, simulation results of control position are obtained. The obtained safety factor results for the proposed design are high values, leaving aside the structural failure; the joint torque estimations can support the choice of actuators; while the physical parameters of the robot computed through the design software, allowed the tuning of controllers to visualize the performance of the system.

Keywords: Manual configuration, Mechanical design, Workspaces, Simulation, Dynamical systems, Robot Manipulator.