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SISTEMAS MECANICOS.-


Introducción.-


Esta asignatura forma parte de la titulación de segundo ciclo llamada Ingeniería Automática y Electrónica Industrial. Es un entorno centrado en contenidos de automática y electrónica, donde la mecánica solo es representada por esta asignatura que además es semestral y donde se pretende que los ingenieros de esta titulación aprendan los conocimientos básicos que deben poseer para el análisis y el diseño de mecanismos de autómatas, robóticos y manipuladores.


Estas dificultades manifestadas por la corta duración de la asignatura se solventan por medio de un temario muy especializado centrado en lo que el futuro ingeniero va a necesitar para comenzar un diseño mecánico en este entorno de automática y electrónica industrial.

 


Contenido.-


El temario de la asignatura


TEMA 1: ANALISIS TOPOLOGICO DE MECANISMOS

Lección 1.- Conceptos básicos.

- Introducción al análisis topológico.
- Conceptos de pieza, miembro, par, cadena cinemática, mecanismo y máquina.
- Grados de libertad, movilidad.
- Variantes de los mecanismos, expansión de pares, inversiones, etc.

 Lección 2.- Robótica.

- Esquema general del sistema robot
- Robots manipuladores
o Sistema mecánico
o Actuadores
o Sensores y sistemas de control
- Robots móviles
- Robots autónomos y telerrobótica

Lección 3.- Morfología de robots.

- Estructura de robots manipuladores
o Tipos de articulaciones
o Estructuras básicas
- Nuevas estructuras para robots manipuladores
o Robots redundantes
o Robots flexibles
o Manos
- Robots móviles
o Vehículos con ruedas
o Locomoción mediante patas
o Configuraciones articuladas
o Robots submarinos y aéreos


TEMA 2: ANÁLISIS CINEMÁTICO DE MECANISMOS

Lección 4.- Análisis de posición.

- Posición y orientación en el plano.
- Posición y orientación en el espacio.
- Transformación inversa.
- Transformaciones compuestas.
- Modelización cinemática del brazo de un robot.
- Problema cinemático directo.
- Problema cinemática inverso.

Lección 5.- Análisis cinemático.

- Introducción.
- Velocidades y aceleraciones en pares con rodadura, en un instante.
- Velocidades y aceleraciones en pares con deslizamiento, en un instante: aceleración de Coriolis.
- Movimiento de los pares en instantes sucesivos.
- Análisis gráfico de velocidades: método de los c.i.r. Método de Haronhold-Kennedy. Método de las velocidades relativas.
- Métodos especiales para el cálculo de velocidades.
- Análisis gráfico de aceleraciones: método de las aceleraciones relativas.
- Análisis de aceleraciones por métodos gráficos, con componente de Coriolis.
- Análisis gráfico de aceleraciones por métodos especiales.

Lección 6.- Cinemática de robots.

- Introducción.
- Relaciones entre sistemas de referencia
- Modelo directo del manipulador.
- Modelo Inverso del manipulador.
- Modelos cinemáticas de robots móviles.


TEMA 3: ANÁLISIS DINÁMICO DE MECANISMOS

Lección 7.- Análisis dinámico de mecanismos (I)

- Introducción.
- Tipos de esfuerzos en mecanismos.
- Resistencias pasivas.
- Cálculo de las fuerzas de inercia.
- Transmisión de fuerzas en los pares. Consideración del rozamiento.
- Problemas directo e inverso de la dinámica de máquinas.


TEMA 4: ANALISIS DE ESFUERZOS EN MECANISMOS CON MOVIMIENTO CONOCIDO

Lección 8.- Análisis dinámico de mecanismos (II).

-Introducción al estudio de los esfuerzos estáticos.
- Estudio de los esfuerzos estáticos en el mecanismo biela-manivela, con rozamiento y sin rozamiento.
- Estudio estático de mecanismos planos en general.

Lección 9.- Análisis dinámico de mecanismos (III).

- Introducción.
- Análisis dinámico del mecanismo biela-manivela.
- Análisis dinámico de mecanismos en general.
- Esfuerzos totales sobre los mecanismos.
- Diagramas de esfuerzos.
- Acciones sobre el bastidor.


TEMA 5: RELACION ENTRE FUERZAS Y MOVIMIENTOS EN MECANISMOS

Lección 10.- Análisis dinámico de mecanismos (IV).

- Introducción al análisis del movimiento de los mecanismos sometidos a esfuerzos exteriores.
- Ecuación general del movimiento.
- Reducción dinámica de los mecanismos.
- Cálculo de las fuerzas y momentos reducidos.
- Cálculo de las masas y momentos de inercia reducidos.
- Diagramas.

Lección 11.- Análisis dinámico de mecanismos (V).

- Ecuación diferencial del movimiento de los mecanismos.
- Integración de la ecuación diferencial: diferentes casos.
- Movimiento de mecanismos en periodo de régimen.
- Ecuación de permanencia en régimen.

Lección 12.- Análisis dinámico de mecanismos (VI).

- Velocidad de régimen. Grado de irregularidad.
- Volante de regulación.
- Métodos de cálculo del volante.

Lección 13.- Modelo dinámico de robots.

- Aspectos dinámicos en robótica.
- Articulación simple de rotación.
- Generalización: modelo de un robot manipulador con n articulaciones.


TEMA 6: SINTESIS DE MECANISMOS.

Lección 14.- Síntesis de mecanismos planos.

- Concepto de síntesis de mecanismos para generación de funciones.
- Métodos analíticos.
- Métodos gráficos para generación de funciones.
- Aplicaciones.

Lección 15.- Generación de trayectorias.

- Planteamiento del problema.
- Definición paramétrica de las curvas
- Técnicas de interpolación.
- Generación de caminos en el espacio cartesiano.
- Generación de trayectorias para manipuladores.
- Trayectorias articulares para manipuladores robóticas.


TEMA 7: MECANISMOS ELEMENTALES

Lección 16.- Mecanismos elementales.

- Análisis de mecanismos de levas.
- Análisis de mecanismos neumáticos.




Horarios.-
Los indicados en el plan docente de la asignatura.

Objetivos de la asignatura.-
Forma a los ingenieros en automática y electrónica industrial en los aspectos mecánicos.

Material docente.-
Se encuentra disponible en el AulaWeb un archivo con las diapositivas utilizadas en el curso.


Método docente.-
Se desarrolla con exposiciones de temas en aula seguida de un ambiente participativo.