Materia
Cinemática y dinámica computacional
Datos generales de la materia
- Modalidad
- Presencial
- Idioma
- Castellano
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
Profesorado
Nombre | Institución | Categoría | Doctor/a | Perfil docente | Área | |
---|---|---|---|---|---|---|
MACHO MIER, ERIK | Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea | Profesorado Agregado | Doctor | No bilingüe | Ingeniería Mecánica | erik.macho@ehu.eus |
PINTO CAMARA, CHARLES RICHARD | Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea | Profesorado Catedratico De Universidad | Doctor | No bilingüe | Ingeniería Mecánica | charles.pinto@ehu.eus |
Competencias
Denominación | Peso |
---|---|
Ser capaz de formular matemáticamente problemas de Cinemática y Dinámica de sistemas mecánicos | 20.0 % |
Ser capaz de evaluar la idoneidad de modelos matemáticos en base a los requisitos de análisis | 25.0 % |
Ser capaz de utilizar herramientas matemáticas de simulación de mecanismos planos y espaciales para el análisis cinemático y estructural de mecanismos | 20.0 % |
Ser capaz de interpretar los resultados de simulación cinemática y dinámica de mecanismos planos y espaciales | 25.0 % |
Ser capaz de evaluar las capacidades estructurales de un manipulador en su espacio de trabajo | 10.0 % |
Tipos de docencia
Tipo | Horas presenciales | Horas no presenciales | Horas totales |
---|---|---|---|
Magistral | 20 | 30 | 50 |
P. de Aula | 20 | 30 | 50 |
P. Laboratorio | 10 | 15 | 25 |
P. Ordenador | 10 | 15 | 25 |
Actividades formativas
Denominación | Horas | Porcentaje de presencialidad |
---|---|---|
Clases expositivas | 20.0 | 100 % |
Ejercicios | 20.0 | 100 % |
Talleres de aplicación | 50.0 | 40 % |
Trabajo Personal del Alumno/a | 60.0 | 0 % |
Sistemas de evaluación
Denominación | Ponderación mínima | Ponderación máxima |
---|---|---|
Examen escrito | 50.0 % | 70.0 % |
Exposiciones | 0.0 % | 20.0 % |
Preguntas a desarrollar | 0.0 % | 20.0 % |
Trabajos Prácticos | 0.0 % | 20.0 % |
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: Introducción a la metodología multicuerpoTipos de problemas cinemáticos y dinámicos
Mecanismos de cadena abierta y de cadena cerrada
Sistemas mecánicos planos y espaciales
Manipuladores serie y de cinemática paralela
Alternativas de métodos de resolución y herramientas de simulación
Tema 2: Ecuaciones de restricción
Grados de libertad, concepto de ecuación de restricción y coordenadas naturales
Ecuación de velocidad y ecuación de aceleración
Restricción de distancia y de ángulo absoluto
Restricción de ángulo relativo coseno, seno y general
Restricción de alineación
Modelización de mecanismos planos
Tema 3: Cinemática computacional
Construcción de la matriz jacobiana
Resolución de sistemas de ecuaciones lineales del problema de velocidades y de aceleraciones
Resolución de sistemas de ecuaciones no lineales del problema de posición
Tema 4: Dinámica computacional
Matriz de masas y vector de fuerzas generalizadas
Método de la matriz de transformación
Ecuación fundamental de la dinámica directa y de la dinámica inversa
Integración numérica de sistemas de ecuaciones diferenciales ordinarias
Tema 5: Aspectos complementarios
Transformación y manipulación de resultados cinemáticos y dinámicos
Problemas dinámicos especiales
Modelización de sistemas espaciales
Cálculo de esfuerzos en los pares
Tema 6: Caracterización estructural de manipuladores robóticos
Rigidez estática y comportamiento dinámico estructural
Métodos analíticos, numéricos y experimentales
Efecto de holguras y juegos en uniones cinemáticas
Precisión en manipuladores
Bibliografía
Materiales de uso obligatorio
Apuntes de la asignaturaSoftware: 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 0-7923-6308-6Robot Analysis. The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators. Lung-Wen Tsai. John Wiley & sons. 1999. ISBN 0-471-32593-7
Revistas
Multibody Systems DynamicsProceedings 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/EHUhttps://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