The following work focuses on the kinematic and dynamic study of a four-wheeled robot, which is equipped with omnidirectional Mecanum wheels. The main objective of the thesis is to obtain a mathematical model from which both the kinematics and kinetics of the robot can be analyzed. Furthermore, the study presents a methodology to optimize the torques (and subsequent associated voltages) provided by each of the motors on the robot for a given trajectory. A system in which a non-powered trailer pulled by the robot is also analyzed at a kinematic level. In this stage, four different cases are considered. The construction of the trailer is also described on this work. In the first chapter, the global state of the art on analysis and control of omnidirectional robots (with focus on robots with Mecanum wheels) is presented. In the second chapter, the physical considerations for the general movement of the robot are analyzed, in order to derive the kinematic constrain equations of the locomotion system. The differential equation of motion is then derived using Lagrange-equations with multipliers. This chapter presents as well the kinematic analysis for a robot-trailer system. The third chapter describes the general process on the design of the trailer, including the rejected ideas for its construction. The fourth chapter focuses on verifying the final results of the design process, as well as tests to check the mobility of the system. Conclusions and future work are analyzed on the final part of the document, as well as the references and the acknowledgments to all the people involved in the project. / Tesis

Este trabajo presenta el mantenimiento de ruedas ferroviarias en un torno de bajo nivel Hegesncheidt Tipo 102, abarca la descripción actual de una empresa operadora de transporte ferroviario local y las acciones de mantenimiento que realiza el área de mecánica de todo su parque tractivo. El proceso de reperfilado es un mantenimiento correctivo de desgastes y defectos en las ruedas dada su interacción constante con los rieles. Se empleó fundamentos de mecanizado por arranque de viruta para determinar los tiempos teóricos e utilizarlos como medio referencial para definir el problema. Utilizando herramientas para recopilar información, interactuando con las personas involucradas y, mediante la aplicación de una metodología de mejora continua para mantenimiento como el “Diagrama de Ishikawa o Espina de Pescado”, se organizó la data recibida para elaborar los criterios e argumentos necesarios con el fin de lograr el objetivo de identificar las causas que originan el alto consumo de placas de corte al reperfilar ruedas. Finalmente presentamos conclusiones y recomendaciones a las que se llegó empleando el método y que sirvan como referencia para futuros trabajos o modificaciones en el torno de bajo nivel Hegenscheitd Tipo 102, elaboración de nuevos procedimientos o como medio de valoración para la compra de nuevos equipos en caso la empresa evaluada lo requiera. / Tesis

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / 06/07/2020

Este trabajo presenta el mantenimiento de ruedas ferroviarias en un torno de bajo nivel Hegesncheidt Tipo 102, abarca la descripción actual de una empresa operadora de transporte ferroviario local y las acciones de mantenimiento que realiza el área de mecánica de todo su parque tractivo. El proceso de reperfilado es un mantenimiento correctivo de desgastes y defectos en las ruedas dada su interacción constante con los rieles. Se empleó fundamentos de mecanizado por arranque de viruta para determinar los tiempos teóricos e utilizarlos como medio referencial para definir el problema. Utilizando herramientas para recopilar información, interactuando con las personas involucradas y, mediante la aplicación de una metodología de mejora continua para mantenimiento como el “Diagrama de Ishikawa o Espina de Pescado”, se organizó la data recibida para elaborar los criterios e argumentos necesarios con el fin de lograr el objetivo de identificar las causas que originan el alto consumo de placas de corte al reperfilar ruedas. Finalmente presentamos conclusiones y recomendaciones a las que se llegó empleando el método y que sirvan como referencia para futuros trabajos o modificaciones en el torno de bajo nivel Hegenscheitd Tipo 102, elaboración de nuevos procedimientos o como medio de valoración para la compra de nuevos equipos en caso la empresa evaluada lo requiera.

The following work focuses on the kinematic and dynamic study of a four-wheeled robot, which is equipped with omnidirectional Mecanum wheels. The main objective of the thesis is to obtain a mathematical model from which both the kinematics and kinetics of the robot can be analyzed. Furthermore, the study presents a methodology to optimize the torques (and subsequent associated voltages) provided by each of the motors on the robot for a given trajectory. A system in which a non-powered trailer pulled by the robot is also analyzed at a kinematic level. In this stage, four different cases are considered. The construction of the trailer is also described on this work. In the first chapter, the global state of the art on analysis and control of omnidirectional robots (with focus on robots with Mecanum wheels) is presented. In the second chapter, the physical considerations for the general movement of the robot are analyzed, in order to derive the kinematic constrain equations of the locomotion system. The differential equation of motion is then derived using Lagrange-equations with multipliers. This chapter presents as well the kinematic analysis for a robot-trailer system. The third chapter describes the general process on the design of the trailer, including the rejected ideas for its construction. The fourth chapter focuses on verifying the final results of the design process, as well as tests to check the mobility of the system. Conclusions and future work are analyzed on the final part of the document, as well as the references and the acknowledgments to all the people involved in the project. / Tesis

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3972_1.pdf: 2546871 bytes, checksum: 5fdff9ca7c7a818d116f6a9d022e4e86 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nesta tese foi realizado, primeiramente, um estudo experimental do efeito da desnutrição perinatal sobre parâmetros locomotores em ratas adultas durante o ciclo estral. Foram utilizadas ratas Wistar neonatas separadas das respectivas mães, um dia após o nascimento. Através da técnica do tamanho das ninhadas contendo seis e doze filhotes foram divididas em dois grupos: Normal = Nutrido (N, n=30), Grande ninhada = Desnutrido (D, n=48). Os animais permaneceram neste arranjo do 1o ao 21o dia de vida. Após o desmame, as ratas-mães foram sacrificadas e seus filhotes foram arranjados em gaiolas com seis filhotes. Os grupos compostos de 12 fêmeas foram divididos em subgrupos A e B após o desmame e os grupos compostos por seis fêmeas permaneceram no mesmo arranjo. Do 1o ao 21o dia de vida, os animais foram avaliados quanto ao seu crescimento somático, maturação de características físicas. Aos 60 e 90 dias as fases do ciclo estral foram determinadas através do esfregaço vaginal. A análise histológica das fases do ciclo estral também foi realizada. Aos 60 dias as ratas foram reagrupadas em nutrida fértil (NF), nutrida não-fértil, (NNF), desnutrida fértil (DF), desnutrida não-fértil (DNF) e submetidas à atividade locomotora. Aos 90 dias de idade, as ratas foram separadas pelos grupos nutridas (n=8) e desnutridas (n=12) e acasaladas. No décimo quinto dia de prenhez, as fêmeas de ambos os grupo foram pesadas, eutanasiadas e dissecado o trato reprodutivo para contagem dos corpos lúteos nos dois ovários, contagem dos embriões viáveis nos dois cornos uterinos, e aferido o peso do ovário. Houve redução do crescimento somático e retardo na maturação das características física. Na analise histológica houve alteração da proporção dos tipos celulares encontrados nas fases do ciclo estral de ratas desnutridas. Na atividade locomotora os parâmetros de distância percorrida, potência média, velocidade média foram reduzidos nas ratas desnutridas. As fases do ciclo estral não afetaram os parâmetros locomotores em ambos os grupos. Na viabilidade fetal o peso materno no 15o dia de gestação, o peso do útero, o número de fetos viáveis e não viáveis não foram alterados pela desnutrição perinatal. Na etapa seguinte, em humanos, abordamos os efeitos das eventuais variações do ciclo menstrual sobre a força, a ativação voluntária e sua excitabilidade reflexa no grupo muscular tríceps sural em mulheres jovens. Nove voluntarias (21-38 anos), com ciclo menstrual regular, sem utilizar contraceptivo hormonal participaram do estudo. Após, sessões de familiarização, elas foram testadas durante a fase menstrual (1o dia do sangramento), ovular (15o dia após o sangramento), e luteal (22o dia após o sangramento) do ciclo menstrual e verificada as medidas antropométricas e a temperatura corporal basal. Foi utilizado um ergômetro transportável (testes passivos) e um ergômetro fixo (testes motores e reflexos). Para os testes da força passiva as jovens voluntárias foram mantidas com o joelho estendido e o experimentador realizou um movimento de dorsiflexão (velocidade 2°/s) até a flexão plantar máxima, retornando a dorsiflexão com a mesma velocidade. Foram analisados os parâmetros de Range of motion (°), força passiva (Nm), dorsiflexão máxima (°), rigidez passiva (Nm/°) e área durante a curva de dorsiflexão (Nm°). Para os testes reflexos e motores as voluntárias foram posicionadas numa poltrona regulável com uma placa de suporte para o pé sendo ajustada aos ângulos das articulações do joelho e do calcanhar. Foram analisados os parâmetros do reflexo tendinoso (Tmax e Tmin), de Hoffman (Hmax), resposta motora máxima (Mmax), contração voluntária máxima (CVM), Twitch Interpolar (TI) e a eficácia neuromuscular para o reflexo Tmax e a resposta Mmax. Nos testes passivos nenhum parâmetro foi alterado durante as fases do ciclo menstrual exceto a dorsiflexão máxima ou posição passiva e a área durante a curva de dorsiflexão que foram maiores significativamente durante a fase ovular. Todos os parâmetros analisados como cinética do abalo muscular, as amplitudes e latências Tmax, Tmin, Hmax, Mmax, não foram afetados pelas fases do ciclo menstrual. O ENM para o Tmax e o Mmax não foram alterados durante as fases do ciclo menstrual. A CVM, a relação EMG-força, o déficit de ativação, a ativação voluntária e o potencial pósativação não foram afetadas pelas fases do ciclo menstrual

En el presente trabajo se realiza un análisis de la suspensión secundaria neumática empleada en vehículos ferroviarios con el objetivo de desarrollar un modelo capaz de simular su comportamiento dinámico y sus efectos en el confort de la cabina. El documento inicia con una breve reseña histórica sobre la evolución de la suspensión en vehículos ferroviarios, desde la aparición de la locomotora con suspensión a vapor en el siglo XIX hasta el esquema actual donde la suspensión se divide en primaria y secundaria. Seguidamente se realiza una comparación entre los dos tipos de suspensiones secundarias empleadas en la actualidad que son la metálica y neumática. A continuación, se brinda una descripción detallada sobre el sistema neumático empleado en este tipo de suspensión, el cual se centra, principalmente, en el resorte neumático. La siguiente parte del documento inicia con una breve introducción a los resortes neumáticos y los parámetros que determinan su constante de elasticidad y coeficiente de amortiguamiento. A continuación, se menciona y compara los diversos modelos de resortes neumáticos. Luego de ello se desarrollan las ecuaciones que son empleadas en el modelo en Matlab-Simulink las cuales son derivada des del modelo Gensys. Seguidamente se desarrolla un modelo vertical de un vehículo ferroviario en Matlab- Simulink capaz de trabajar con suspensión metálica y con el modelo de suspensión neumática desarrollado. Finalmente, en el último capítulo, se emplea el modelo desarrollado en capítulos anteriores para obtener una primera validación según la información obtenida en la bibliografía; asimismo, se realiza una comparación entre los resultados obtenidos empleando la suspensión secundaria metálica y neumática. En el presente trabajo, no se desarrolla el sistema de control del sistema de suspensión neumática.