Progetto e Realizzazione di un Robot a Cinematica Parallela per Applicazioni Mediche Università degli Studi di Brescia Facoltà di Ingegneria
Corso di Dottorato in Meccanica Applicata XVII Ciclo Presentazione finale di
Diego Tosi
Progetto e Realizzazione di un Robot a Cinematica Parallela per Applicazioni Mediche Università degli Studi di Brescia Facoltà di Ingegneria
Corso di Dottorato in Meccanica Applicata XVII Ciclo Presentazione finale di
Diego Tosi
Progetti
“METAFORE” e “RIME” Specifiche di progetto Robot medici analisi dello stato dell’arte* prototipo di robot per il fissaggio di viti peduncolari spazio di lavoro: 400x400x300 mm
inclinazione punta: +\- 40°
velocità
accelerazione *Tesi di laurea di D. Martini “Catalogazione Comparata di Robot per Applicazioni medicali”, A.A. 2001/2002
Struttura cinematica ibrida parte parallela base moveable points
modulare
4 assi lineari
riconfigurabile
3 o 4 gradi di libertà
ridondante parte seriale 3 gradi di libertà
2 rot. + 1 trasl. giunto prismatico giunti sferici
Riconfigurabilità
Riconfigurabilità asse rotaz. fisso 6 bielle su 3 motori
3 gdl
solo traslazioni 3 g.d.l. 6 bielle su 4 motori
4 gdl
3 traslaz.+1 rotaz. 4 g.d.l. 7 bielle su 4 motori
3 gdl iperstatica
4° motore controllato in forza
recupero dei giochi 3 g.d.l. rid.
STUDIO CINEMATICO: POSIZIONI Analisi struttura parallela 3 gdl: risolta in forma chiusa Geometria solida
Algebra matriciale 4 gdl: risolta numericamente Equazione trascendente (8° grado)
Soluzione approssimata
Newton-Raphson su 2 equazioni Inversa posizioni motori posizione piattaforma Chiusura vettoriale 3 gdl e 4 gdl: risolta in forma chiusa Diretta posizioni motori posizione piattaforma
dS spostamento e rotaz. piattaforma dQ spostamento motori J matrice jacobiana MAPPATURA INDICI DI PRESTAZIONE Analisi struttura parallela FS forze e coppie sulla piattaforma K matrice di rigidezza indici di isotropia globali* indici di cedevolezza separati* *I. Fassi, G Legnani., Tosi D., Kineto-Static Indexes for the Isotopic Design of Parallel Mechanisms, 33rd ISR October 7-11,2002
3 & 4 gdl 4 gdl CONFIGURAZIONI SINGOLARI Analisi struttura parallela SPAZIO DI LAVORO STUDIO DINAMICO 3 e 4 gdl
corpi rigidi
massa delle bielle
scelta degli attuatori lineari
modello dell’attrito 3 gdl 600x600x250
oppure 500x500x400 inclinazione piattaforma
max e min 4 gdl RECUPERO DEI GIOCHI -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 X [m] Y [m] - l - Z=0.75[m] 1.80 2.00 2.80 3.00 4.00 Frid 2÷3F esterna applicata ~ 7° biella
Calibrazione struttura parallela modello parametrico M.C.P.C.
48 parametri di cui 36 interni sensori interni ed esterni
inclinometri, ecoder sui giunti cardanici, 4° asse trascinato simulazione di calibrazione ELIMINAZIONE DEI PARAMETRI TRAMITE SVD* *D. Tosi, G. Legnani, Calibration of a Parallel-Serial Hybrid Redundant Manipulator, Proc. of ISR 2003, Chicago, 2-5 June 2003 parametri geometrici posa della
piattaforma valori singolari soglia SVD CALIBRAZIONE CON
SENSORI A FILO* *G. Legnani, D. Tosi, G. Gritti, Optimization of a low-cost wire sensor based calibration procedure for industrial robots, Proc. of ISR 2004, Paris 23-26/3/04
Progettazione Assi lineari Telaio Piattaforma Polso seriale Studi preliminari Progetto finale H. Giberti, P. Righettini, D. Tosi, G. Legnani, R. Adamini, Progerro di “CHEOPE”: un manipolatore ridondante ibrido palallelo-seriale, Proc. of AIMETA 2003, Ferrara 9-12 Sept. 2003
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