Caracterización del espacio de trabajo de una nueva familia de manipuladores paralelos 2T2R - Diego Martin, Paul; Macho Mier, Erik; Herrero Villalibre, Saioa; Diez Sánchez, Mikel; Corral Sáiz, Javier; Schmedling Casas, Adrian; Valenzuela Montes, Rubén; Campa Gómez, Francisco Javier; Pinto Camara, Charles (Anales de Ingeniería Mecánica, 2025)
Este trabajo de investigación presenta una metodología para el cálculo y la caracterización del espacio de trabajo de una familia novedosa de manipuladores paralelos capaces de realizar 2 traslaciones (2T) y 2 rotaciones (2R) requeridas en un amplio abanico de aplicaciones del ámbito industrial, aeronáutico y de la rehabilitación. Debido a su similitud cinemática, la metodología da lugar a resultados análogos para cada uno de los manipuladores que conforman la familia, por ende, a lo largo del trabajo se toma como ejemplo ilustrativo un único manipulador. En concreto, uno de topología simétrica y novedosa hasta la fecha (2RRU-2RSS).En primer lugar, se describen las variables cinemáticas de entrada-salida asociadas al manipulador objeto de estudio, y se plantean las coordenadas de sus pares cinemáticos en función de estas. Posteriormente, se enumeran las diferentes variantes topológicas que dan lugar a los mecanismos cinemáticamente equivalentes que conforman esta familia y para los cuales son extrapolables las conclusiones alcanzadas. A continuación, se propone una metodología con un enfoque de carácter geométrico para obtener el espacio de trabajo individual de cada cadena, a partir de las expresiones analíticas del lugar geométrico de sus singularidades. Finalmente, haciendo uso de dichas expresiones y aplicando un método analítico-gráfico de desarrollo propio en MATLAB, se obtiene el espacio de trabajo del mecanismo completo. Además de que el método presenta un coste computacional inferior a aquellos de uso habitual, el hecho de calcular individualmente el espacio de trabajo de cada cadena, no sólo permite observar la influencia o el efecto de cada una de ellas en las fronteras del espacio de trabajo resultante, sino que posibilita caracterizar geométricamente el tamaño y la forma del mismo en función de todos los parámetros dimensionales y la orientación del elemento terminal, lo que resulta de gran utilidad para el proceso de síntesis dimensional y optimización.