Diseño y desarrollo en SolidWorks de una plataforma Stewart de 6 actuadores orientada a mantener una superficie superior horizontal sobre la cubierta de un barco, compensando las perturbaciones generadas por el movimiento del mar.
El sistema se plantea para operar bajo condiciones de movimiento del buque con variaciones de ±XX° en cada eje y ±YY m de amplitud, reproduciendo un escenario realista de oleaje.
El proyecto cubre desde el concepto mecánico hasta la verificación y el dimensionado, utilizando los siguientes módulos y herramientas de SolidWorks:
Además, el diseño está parametrizado de manera que se puede modificar el tamaño de los distintos elementos a partir de los datos leídos desde un archivo .txt.
Módulos y herramientas utilizadas
- Part / Assembly (Pieza y Ensamblaje): modelado 3D completo de la base, plataforma móvil, uniones y actuadores, incluyendo relaciones mecánicas y límites de recorrido.
- Motion Study (SolidWorks Motion): simulación del movimiento para validar la compensación del oleaje y el mantenimiento de la plataforma en horizontal, evaluando carreras, velocidades y cinemática del mecanismo.
- Interference Detection (Detección de interferencias en Ensamblajes): comprobación de factibilidad mecánica y verificación de ausencia de colisiones en toda la envolvente de trabajo.
- Design Study / Optimization (Estudio de diseño): optimización geométrica para minimizar la longitud de los brazos/actuadores manteniendo el rango operativo y cumpliendo una condición de solape entre elementos telescópicos.
Dimensionado del sistema
Como parte del dimensionado del sistema, se realiza además:
- Dimensionado del paso del actuador (avance por vuelta) para cumplir una limitación de RPM y lograr la velocidad de actuación requerida.
- Cálculo del par necesario para ejecutar el movimiento bajo carga, con el objetivo de dimensionar correctamente motores, husillos y transmisión.
Vías de mejora / continuidad
- Posible ampliación a futuro: realización de un análisis por elementos finitos de los componentes más críticos (mediante SolidWorks Simulation) para estimar las tensiones máximas y deformaciones durante las condiciones más exigentes del movimiento.
- Sustituir progresivamente elementos diseñados ad hoc por elementos comerciales normalizados para asegurar la factibilidad técnica, de fabricación y de mantenimiento del proyecto.
Simulaciones y vistas del modelo
Vista general del mecanismo completo:
Detalle de base y arquitectura de apoyo:
Vista superior del sistema y comportamiento del plato móvil:
Sección del actuador lineal (corte del conjunto interno):
Gráficas de dimensionado y validación
Gráfica 1 - Amplitud de actuadores
Muestra el desplazamiento requerido en los actuadores para cubrir la envolvente de movimiento planteada en la plataforma.
Gráfica 2 - RPM del actuador
Relaciona la velocidad de actuación necesaria con el límite de RPM, utilizada para validar el paso del husillo y la viabilidad de operación.
