Descripción y contextualización de la asignatura

En esta asignatura se desarrollan las competencias relativas al análisis cinemático y dinámico de sistemas complejos. Los métodos de resolución son numéricos y se basan en una formulación multicuerpo, la cual está implementada en herramientas de simulación como SimMechanics, ADAMS y GIM. Para ello, el alumnado adquirirá los conocimientos teóricos más extendidos para la resolución de problemas cinemáticos y dinámicos, así como la modelización de sistemas complejos. Además, se analizarán los efectos de juegos, holguras y demás imprecisiones sobre el comportamiento estático y dinámico de sistemas robóticos y mecanismos. Los bloques temáticos que conforman la asignatura son:



1. Cinemática computacional



2. Dinámica computacional



3. Herramientas de simulación



4. Caracterización estructural de manipuladores robóticos

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Se aplica un sistema de evaluación continua de acuerdo a las siguientes ponderaciones:



- Prácticas en aula: 10%

- Ejercicios: 30%

- Examen: 60%, con nota mínima de 5/10



Aquel que no desee participar en este sistema de evaluación continua, tendrá derecho a un único examen final que constituya el 100% de la nota de la asignatura. Esta petición debe presentarse por escrito al profesorado antes de la semana 10.



En caso de no presentarse al examen la calificación será 'No presentado'

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

En caso de no haber superado la asignatura en convocatoria ordinaria, el alumnado tendrá derecho a un nuevo examen extraordinario.



Para quien no hubiera participado en el proceso de evaluación continua, este examen constituirá el 100% de la calificación.



Para quien hubiera participado en el proceso de evaluación continua, se considerará la mejor calificación entre:



- Conservar el 40% obtenido en prácticas de aula y ejercicios, atribuyendo al examen extraordinario el 60% (con nota mínima de 5/10)



- 100% la nota del examen extraordinario.



En caso de no presentarse al examen la calificación será 'No presentado'

Temario

TEMA 1. MÉTODOS COMPUTACIONALES

CAPÍTULO 1.1: Métodos para la resolución de problemas de posición, velocidad y aceleración de mecanismos

1.1.1: Eliminación de Gauss

1.1.2: Newton-Raphson

CAPÍTULO 1.2: Formulación Multicuerpo

1.2.1: Método multicuerpo

1.2.2: Casos prácticos

CAPÍTULO 1.3: Formulación de Lagrange

1.3.1: Ecuaciones de Lagrange con multiplicadores

1.3.2: Casos prácticos



TEMA 2. DINÁMICA COMPUTACIONAL

CAPÍTULO 2.1: -Introducción

2.1.1: Coordenadas generalizadas

2.1.2: Fuerzas generalizadas

2.1.3: Problema dinámico directo

2.1.4: Problema dinámico inverso

CAPÍTULO 2.2: Modelización de sistemas mecánicos

2.2.1: Formulación multicuerpo

2.2.2: Ejemplos planos y espaciales

CAPÍTULO 2.3: Resolución de Problemas cinemáticos

2.3.1: Resolución del problema de velocidad

2.3.2: Resolución del problema de aceleración

CAPÍTULO 2.4: Resolución de Problemas dinámicos

2.4.1: Análisis dinámico directo

2.4.2: Cálculo de reacciones en los pares

2.4.3: Análisis dinámico inverso



TEMA 3. HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN

CAPÍTULO 3.1: Introducción

3.1.1: Métodos de planteamiento de los problemas de cinemática y dinámica de mecanismos planos y espaciales.

3.1.2: Métodos de resolución

CAPÍTULO 3.2: Software comerciales: ADAMS, SimMechanics, MatLab

3.2.1: Modelización con ADAMS

3.2.2: Modelos de mecanismos flexibles con SimMechanics

3.2.2: Otras herramientas de simulación

CAPÍTULO 3.3: Simulación numérica de mecanismos planos y espaciales

3.3.1: Cadena abierta plana

3.3.2: Cadena cerrada plana

3.3.3: Robot serie espacial

3.3.4: Manipulador paralelo espacial



TEMA 4. CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL DE MANIPULADORES ROBÓTICOS

CAPÍTULO 4.1: Rigidez estática

4.1.1: Métodos analíticos

4.1.2: Métodos numéricos

4.1.2: Métodos experimentales

CAPÍTULO 4.2: Comportamiento dinámico estructural

4.2.1: Métodos analíticos

4.2.2: Métodos numéricos

4.2.2: Métodos experimentales

CAPÍTULO 4.3: Efecto de Holguras y juegos

4.3.1: Holguras en uniones cinemáticas

4.3.2: Precisión en manipuladores

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

Apuntes de la asignatura







Software: GIM, Microsoft Excel

Bibliografía básica

Javier García de Jalón, Eduardo Bayo. Kinematic and Dynamic Simulation of Multibody Systems. The Real-Time Challenge. Springer-Verlag, 1994.



Alfonso Hernández. Cinemática de mecanismos. Análisis y Diseño. Síntesis, 2004. ISBN 84-9756-224-0



Jorge Angeles. Fundamental of Robotic Mechanical Systems. Theory, Methods, and Algorithms. Springer, 2003. ISBN 0-387-95368



K.J. Waldron and G.L Kinzel. Kinematics, Dynamics and Design of Machinery. John Wiley & Sons, 1999.



J.E. Shigley. Dymamic Analysis of Machines. McGraw-Hill, 1961.



C. E. Wilson and J.P. Sadler. Kinematics and Dynamics of Machinery. HarperCollins College Publishers, 1993.



Alfonso Hernández. Cinemática de mecanismos. Análisis y Diseño. Síntesis, 2004. ISBN 84-9756-224-0

Bibliografía de profundización

Parallel Robots. Jean-Pierre Merlet. Kluwer Academia Press. 2000. ISBN 0-7923-6308-6







Robot Analysis. The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators. Lung-Wen Tsai. John Wiley & sons. 1999. ISBN 0-471-32593-7

Revistas

Multibody Systems Dynamics



Proceedings of the IMechE, Part K: Journal of Multi-body Dynamics



Mechanism and Machine Theory.



Journal of Mechanical Design.



Robotica.



IEEE Transactions on Robotics.



International Journal of Robotic Research



The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

Enlaces

www.ehu.es/compmech: Página web del grupo de mecánica computacional de la UPV/EHU







https://sites.google.com/site/admbilbao: Página web del grupo de Análisis y Diseño Mecánico







www.parallemic.org: Página web de la red mundial de investigadores en manipuladores paralelos