Ottimizzazione della cinematica inversa di una gru a braccio robotico ridondante per la progettazione di un attuatore lineare

L'elaborato presenta uno studio di ottimizzazione della cinematica inversa di una gru a braccio robotico ridondante operante nelle piattaforme inshore per l'estrazione del petrolio. La sua funzione è quella di automatizzare le movimentazioni dei drill pipe all'interno dell'impianto di perforazione. Sulla base di una movimentazione richiesta, si è partiti dalla definizione della traiettoria dell'organo terminale del manipolatore, mediante l'implementazione di andamenti composti da traiettorie spline e trapezoidali. Successivamente, si è completata la chiusura della catena cinematica utilizzando due algoritmi differenti di minimizzazione rispetto al quadrato degli sforzi elaborati dagli attuatori. Il primo algoritmo è puramente numerico e la sua implementazione è necessaria per determinare la veridicità del secondo che invece è analitico. Stabilita la correttezza dei due metodi di ottimizzazione, sulla base dei risultati ottenuti, è stato progettato uno degli attuatori lineari necessari per la movimentazione del manipolatore. Le caratteristiche dovevano essere tali da portare a termine le movimentazioni richieste per un dato numero di cicli. La progettazione è partita dalla definizione dei requisiti dei componenti principali, quali il motore elettrico, la trasmissione meccanica e la vite a ricircolo di sfere, passando per il loro dimensionamento, fino alla verifica. Infine, si è realizzata la modellazione 3D mediante il Software Creo Parametric.