Dipartimento di Ingegneria Meccanica per L’Energetica (DIME) Università di Napoli "Federico II" APPROCCIO MULTIBODY ALLO STUDIO DELLA DINAMICA DELLA PIATTAFORMA DI STEWART Relatori: Ch.mo Prof. Sergio della Valle Dott. Ing. Giandomenico di Massa Candidato: Marco Silverio Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Obiettivi della Tesi: Studio della dinamica di una piattaforma di Gough-Stewart tramite tecniche di modellazione multibody Realizzazione di un modello CAD della piattaforma Collegamento del modello 3D al modello multibody per la visualizzazione del moto 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

La piattaforma di Gough-Stewart Due elementi (base fissa ed end-effector) collegati da un sistema di attuazione parallela Meccanismo a 6 gradi di libertà 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

La piattaforma di Gough-Stewart Primi studi: 1813: Cauchy studia le catene cinematiche parallele 1942: Pollard brevetta un Tripode 1947: V.E. Gough realizza un esapode per la movimentazione di pneumatici per l’esecuzione di test dinamici finalizzati allo studio dell’usura 1965: D. Stewart adatta l’esapode di Gough come simulatore di volo 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

La piattaforma di Gough-Stewart Vantaggi: Svantaggi: Elevata capacità di carico Difficoltà di progettazione Elevata rigidezza e frequenza naturali Spazio di lavoro limitato e geometria complessa Basse masse in movimento Basse destrezze e singolarità interne allo spazio di lavoro Ottima accuratezza Complessità delle relazioni cinematiche Costruzione meccanica semplice e modulare 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 La simulazione Modellazione CAD Modellazione Multibody MATLAB/Virtual Reality Toolbox MATLAB/Simulink MATLAB/SimMechanics 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Modello CAD 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Ambiente Virtuale Conversione dell’assemblato CAD in formato .wrl gestibile dal Virtual Reality Toolbox Realizzazione della struttura ad albero dell’ambiente virtuale 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Modello multibody 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Risultati simulazione a(t) = 0 roll b(t) = 0 pitch g(t) = 0 yaw Kp = 2000000 Ki = 10000 Kd = 45000 x(t) = 0.35·sin(2t) surge y(t) = 1.56967 sway z(t) = 0.35·sin(2t) heave 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

La piattaforma di Gough-Stewart Applicazioni comuni: Macchine utensili Manipolatori dei robot Posizionati antenne satellitari Isolamento attivo e smorzamento delle vibrazioni Simulatori di guida 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Simulatori Apparecchiature mediante le quali possono venir riprodotte (simulate) virtualmente le condizioni reali nelle quali un certo fenomeno si verifica Applicazioni nell’intrattenimento Applicazioni nei test di veicoli Applicazioni nei simulatori di guida 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 SIMULATORE DI CARRELLO ELEVATORE PER L’ADDESTRAMENTO DEI CARRELLISTI Cause frequenti di incidente sono curve o svolte repentine effettuate a velocità troppo sostenuta, spostamenti con il carico sollevato etc. Utilizzo di un simulatore dinamico per la realizzazione di un simulatore di guida di carrello elevatore in grado di replicare sull’operatore le stesse sensazioni fisiche percepirebbe se fosse alla guida di un carrello reale 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006

Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006 Conclusioni: Grazie alla modellazione multibody si superano i problemi relativi allo studio della cinematica e dinamica della piattaforma di Stewart Grandi difficoltà nella messa a punto del sistema di controllo Risultati della simulazione da verificare con prove sperimentali 31/12/2018 Marco Silverio 043/3814 - Anno Accademico 2005/2006