Análisis Modal De Una Plataforma Flexible 2R Utilizando Teoría De Helicoides

MARTÍN A. PUCHETA; ALEJANDRO G. GALLARDO

Madrid

Congreso; XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica; 2022

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid

Los mecanismos flexibles tienen gran aplicación en el campo de la ingeniería de precisión, dispositivos médicos e instrumentación óptica, entre otros. Los mecanismos flexibles logran movimientos de precisión que se generan por la deformación elástica de sus elementos flexibles. Para ciertas aplicaciones, losmecanismos deben cumplir especificaciones dinámicas, por ejemplo, que las frecuencias de resonancia estén acotadas en cierto rango de valores, tanto para los movimientos deseados como para los parasitarios. Por ello, en la etapa inicial de diseño y optimización del mecanismo debe realizarse un análisis modal de los mismos. En este trabajo se analiza una plataforma flexible de 2 grados de libertad rotacionales restringido con elementos flexores del tipo viga; estas plataformas se utilizan principalmente en aplicaciones ópticas para el guiado de luz o rayos láser mediante espejos de diversas escalas. La descripción del movimiento del mecanismo, tanto de los cuerpos rígidos como de los elementos flexibles, es abordada por medio de la Teoría de Helicoides (conocida en inglés como Screw Theory). Partiendo de los movimientos deseados se sintetiza el mecanismo utilizando helicoides y se exploran soluciones para plataformas en paralelo y en serie. Luego, se realiza un análisis modal utilizando el mismo formalismo, facilitando la optimización de los diseños. Los resultados analíticos obtenidos mediante Teoría de Helicoides son comparados conresultados de análisis por elementos finitos. Por la eficiencia computacional se opta por las ecuaciones analíticas para ser aplicados en la optimización de los diseños.