Los robots paralelos accionados por cable (robots de cable para abreviar, también llamados robots suspendidos por cable y robots accionados por cable también) son un tipo de manipuladores paralelos en los que se utilizan cables flexibles como actuadores . [1] Un extremo de cada cable se enrolla alrededor de un rotor retorcido por un motor , y el otro extremo está conectado al efector final . Un ejemplo famoso de robots de cable es SKYCAM que se utiliza para mover una cámara suspendida en estadios . Los cables son mucho más ligeros que los enlaces rígidos de un robot en serie o paralelo , y se pueden utilizar cables muy largos sin hacer que el mecanismo sea masivo. Como resultado, el efector final de un robot de cable puede alcanzar altas aceleraciones y velocidades y trabajar en un espacio de trabajo muy grande (por ejemplo, un estadio). Numerosos artículos de ingeniería han estudiado la cinemática y la dinámica de los robots de cable (por ejemplo, consulte [2] En The International Journal of Robotics Research 27.9 (2008): 1007–1026. para una versión mejorada del concepto). El análisis dinámico de los robots con cables no es el mismo que el de otros robots paralelos, ya que los cables solo pueden tirar de un objeto, pero no pueden empujarlo. Por lo tanto, el manipulador solo puede realizar una tarea si la fuerza en todos los cables no es negativa. En consecuencia, el espacio de trabajo de los robots con cables se define como una región en el espacio donde el efector final puede ejercer la fuerza de torsión requerida (fuerza y vectores de momento) sobre los alrededores mientras todos los cables están en tensión (fuerzas no negativas). Muchos trabajos de investigación se han centrado en el análisis del espacio de trabajo y la optimización de los robots con cables. El espacio de trabajo y la capacidad de control de los robots con cables se pueden mejorar agregando cables a la estructura del robot. En consecuencia, la redundancia juega un papel clave en el diseño de los robots con cables.
Sin embargo, el análisis del espacio de trabajo y la obtención de tensión positiva en los cables de un robot de cable redundante pueden ser complicados. En general, para un robot redundante, pueden existir soluciones infinitas, pero para un robot de cable redundante una solución es aceptable solo si todos los elementos del vector de tensión son no negativos. Encontrar dicha solución puede ser un desafío, especialmente si el efector final está trabajando a lo largo de una trayectoria y se desea una distribución continua y suave de tensiones en los cables. En la literatura se han presentado varios métodos para resolver tales problemas; se presenta un método computacional basado en el método de optimización de enjambre de partículas para encontrar soluciones continuas y suaves a lo largo de una trayectoria para un robot de cable redundante general.
Además de los robots con cables paralelos, también se han utilizado cables como actuadores en robots en serie. Al emplear cables como actuadores, se puede diseñar un mecanismo mucho más pequeño y liviano (por ejemplo, en [3] se presenta un mecanismo de dedos similar al humano accionado por cables ).