GRADOS DE LIBERTAD EN MECANISMOS Y CADENAS CINEMÁTICAS

byDaniel Cahue -6/27/2021 08:57:00 p. m.

0

GENERALIDADES DE LOS MECANISMOS

GRADOS DE LIBERTAD Y PARES CINEMÁTICOS

Cuando se habla de mecanismos, se refiere a un sistema de eslabonamientos que permiten transmitir o transformar movimientos para realizar alguna tarea. Es muy importante saber la diferencia que existe entre un mecanismo y una cadena cinemática. El primero tiene un eslabón a tierra también conocido como bancada mientras que la segunda, tiene las mismas características pero no necesariamente debe de tener un eslabón fijo. Las cadenas cinemáticas pueden ser abiertas o cerradas.

Para unir los eslabones de un mecanismo, es necesario utilizar algunas juntas que en el estudio de mecanismos se conocen como pares cinemáticos. Cada junta o par cinemático puede tener un efecto diferente en el movimiento del mecanismos de acuerdo a su naturaleza. Es decir, los pares cinemáticos aunado a la geometría del eslabón, nos van a permitir conocer la movilidad del mecanismo. A esta movilidad se le conoce como grados de libertad.

La juntas sirven para unir mecanismos pero también para restringir algunos movimientos de manera intencional. Por lo tanto, con el tipo y número de eslabones y de juntas, es posible determinar los grados de libertad de un mecanismo.

Los grados de libertad de un mecanismo, indican la movilidad de éste. Es decir, indican cuantas variables de entrada (actuadores) son requeridas para tener un movimiento intencionado de salida.

Un ejemplo de los grados de libertad, es un brazo robótico de tres grados de libertad. ¿Qué quiere decir esto?. Que vamos a requerir del movimiento de tres motores para poder posicionar el brazo en una posición deseada. Se movería el motor principal que hace girar al brazo 360°. Después se tiene el motor del codo y para finalizar el motor que mueve la muñeca de dicho brazo. Gracias a la combinación de estos tres movimientos, se llega a la posición deseada.

A continuación te muestro un video con información detallada de los tipos de eslabones más comunes en un mecanismo, los pares cinemáticos y sus grados de libertad, así como un repaso de inversiones cinemáticas en mecanismos. Seguido de la teoría, te muestro una gran cantidad de ejercicios resueltos para que pongas en práctica todo lo aprendido en la teoría.

EJERCICIOS DE GRADOS DE LIBERTAD

EJERCICIO 2.7 a)

Calcule los GDL de los eslabonamientos asignados de la fi gura P2-1 partes 1 y 2.

EJERCICIO 2.7 b)

Calcule los GDL de los eslabonamientos asignados de la fi gura P2-1 partes 1 y 2.

EJERCICIO 2.7 c)

Calcule los GDL de los eslabonamientos asignados de la fi gura P2-1 partes 1 y 2.

EJERCICIO 2.7 d)

Calcule los GDL de los eslabonamientos asignados de la fi gura P2-1 partes 1 y 2.

EJERCICIO 2.21 a)

Encuentre la movilidad de los mecanismos mostrados en la fi gura P2-4 (p. 76).

EJERCICIO 2.21 b)

Encuentre la movilidad de los mecanismos mostrados en la fi gura P2-4 (p. 76).

EJERCICIO 2.25

Determine la movilidad de las tenazas para hielo mostrada en la figura P2-6

EJERCICIO 2.27

Trace un diagrama cinemático de gato de tijeras mostrado en la fi gura P2-8 (p. 78) y determine su movilidad. Describa cómo trabaja.

EJERCICIO 2.28

Determine la movilidad del sacacorchos mostrado en la fi gura P2-9

EJERCICIO 2.32

Determine la movilidad, la condición de Grashof y la clasificación de Barker del mecanismo mostrado en la fi gura P2-13

En la figura Pl.l se muestra un mecanismo que sirve para abrir la puerta de un horno de tratamiento térmico. Dibuje el diagrama cinemático del mecanismo. El extremo del mango se debe definir como un punto de interés.

En la figura P1.2 se muestra una cortadora de pernos. .Dibuje el diagrama cinemático del mecanismo, seleccionando el mango inferior como la bancada. identificar como puntos de interés el extremo del mango superior y la superficie cortante de las mordazas