Metodologia de busca de singularidades cinemáticas em mecanismos reconfiguráveis por uso de helicoides

Abstract

Mecanismos reconfiguráveis, o mais recente ramo de estudos na ciência de mecanismos, podem apresentar singularidades cinemáticas, também chamadas configurações singulares, onde trazem, com efeito,vulnerabilidade estrutural. Porém, mecanismos cinematotrópicos, que estão contidos no contexto dos reconfiguráveis, em sua concepção, carregam configurações singulares para que sua topologia possa ser mudada. Logo, enumerar as configurações singulares é uma das problemáticas dentro do estudo e do projeto dos movimentos dos mecanismos. A análise cinemática que se utiliza da teoria de helicoides é uma ferramenta consolidada na literatura para solucionar matematicamente problemas de cinemática. Assim, este trabalho propõe uma metodologia sistemática de busca de todas as singularidade cinemáticas de mecanismos reconfiguráveis usando a teoria de helicoides. Essa dissertação detalha a metodologia revisando estudos recentes sobre a análise cinemática baseada em helicoides e a análise cinemática hierárquica, cria um método para eliminar linhas linearmente dependentes em matrizes jacobianas e aplica isso para analisar dois mecanismos reconfiguráveis.<br>

Abstract : Reconfigurable mechanisms are the most recent branch of study in mechanism science. They can present kinematic singularities, also known as singular configurations, where they may became structurally vulnerable. However, the kinematotropic linkages, which has reconfigurable characteristics, carry singular configurations in its structure so their topology can be changed. Therefore, enumerating all the mechanism's singular configurations is one of the problems found in the mechanism motions' study and design. The kinematic analysis using screw theory is an adequate mathematical tool for this task. Hence, this work proposes a systematic methodology to search for all the kinematic singularities in reconfigurable mechanisms using screw theory. This master thesis describes this methodology by reviewing recent studies on screw based kinematic modeling, analysis and the hierarchical kinematic analysis, creates a method to eliminate linear dependent rows in jacobian matrices and applies it to analyse two reconfigurable mechanisms.