Par cinemático

Este artículo necesita citas adicionales para su verificación . Por favor, ayude a mejorar este artículo añadiendo citas de fuentes fiables . El material sin fuentes puede ser cuestionado y eliminado. Buscar fuentes:  «Par cinemático» – noticias  · periódicos  · libros  · académico  · JSTOR ( noviembre de 2023 ) ( Aprenda cómo y cuándo eliminar este mensaje )

Parte de una serie sobre
Mecánica clásica
${\displaystyle {\textbf {F}}={\frac {d\mathbf {p}}{dt}}}$ Segunda ley del movimiento
Historia Cronología Libros de texto
Sucursales Aplicado Celestial Continuo Dinámica Cinemática Cinética Estática Mecánica estadística
Fundamentos Aceleración Momento angular Pareja Principio de D'Alembert Energía cinético potencial Fuerza Marco de referencia Marco de referencia inercial Impulso Inercia  / Momento de inercia Masa Potencia mecánica Trabajo mecánico Momento Impulso Espacio Velocidad Tiempo Esfuerzo de torsión Velocidad Trabajo virtual
Formulaciones Leyes del movimiento de Newton Mecánica analítica Mecánica lagrangiana Mecánica hamiltoniana Mecánica de Routh Ecuación de Hamilton-Jacobi Ecuación de movimiento de Appell Mecánica de Koopman-von Neumann
Temas centrales Mojadura Desplazamiento Ecuaciones de movimiento Leyes del movimiento de Euler Fuerza ficticia Fricción Oscilador armónico Marco de referencia inercial  / no inercial Mecánica del movimiento de partículas planas Movimiento  ( lineal ) Ley de gravitación universal de Newton Leyes del movimiento de Newton Velocidad relativa Cuerpo rígido dinámica Ecuaciones de Euler Movimiento armónico simple Vibración
Rotación Movimiento circular Marco de referencia giratorio Fuerza centrípeta Fuerza centrífuga reactivo Fuerza de Coriolis Péndulo Velocidad tangencial Frecuencia rotacional Aceleración angular  / desplazamiento  / frecuencia  / velocidad
Científicos Kepler Galileo Huygens Newton Horrocas Halley Maupertuis Daniel Bernoulli Juan Bernoulli Euler de Alembert Claro Lagrange Laplace Pescado Hamilton Jacobi Cauchy Rutina Liouville Apelar Gibbs Hombre de negocios de Neumann
Portal de física  Categoría
en a mi

En mecánica clásica , un par cinemático es una conexión entre dos objetos físicos que impone restricciones a su movimiento relativo ( cinemática ). El ingeniero alemán Franz Reuleaux introdujo el par cinemático como un nuevo enfoque para el estudio de las máquinas ^[1] que supuso un avance respecto de la noción de elementos que consistían en máquinas simples . ^[2]

La cinemática es la rama de la mecánica clásica que describe el movimiento de puntos , cuerpos (objetos) y sistemas de cuerpos (grupos de objetos) sin tener en cuenta las causas del movimiento. ^[3] La cinemática como campo de estudio a menudo se denomina "geometría del movimiento". ^[4] Para más detalles, consulte Cinemática .

Hartenberg & Denavit ^[5] presenta la definición de un par cinemático:

En materia de conexiones entre cuerpos rígidos, Reuleaux reconoció dos tipos; los llamó pares superiores e inferiores (de elementos). En los pares superiores, los dos elementos están en contacto en un punto o a lo largo de una línea, como en un cojinete de bolas o en una leva y un seguidor de disco; los movimientos relativos de los puntos coincidentes son diferentes. Los pares inferiores son aquellos en los que se puede visualizar el contacto de área, como en las conexiones de pasador, crucetas , articulaciones esféricas y algunas otras; el movimiento relativo de los puntos coincidentes de los elementos, y por lo tanto de sus enlaces, son similares, y un intercambio de elementos de un enlace a otro no altera el movimiento relativo de las partes como lo haría con los pares superiores.

En cinemática, los dos objetos físicos conectados, formando un par cinemático, se denominan "cuerpos rígidos". En los estudios de mecanismos , manipuladores o robots , los dos objetos se denominan típicamente "eslabones".

Un par inferior es una junta ideal que limita el contacto entre una superficie en el cuerpo móvil y una correspondiente en el cuerpo fijo. Un par inferior es aquel en el que se produce un contacto superficial o de área entre dos miembros, por ejemplo, una tuerca y un tornillo, una junta universal utilizada para conectar dos ejes de hélice.

Casos de articulaciones inferiores:

• Una articulación R giratoria , o articulación articulada, requiere que una línea en el cuerpo móvil permanezca colineal con una línea en el cuerpo fijo, y que un plano perpendicular a esta línea en el cuerpo móvil mantenga contacto con un plano perpendicular similar en el cuerpo fijo. Esto impone cinco restricciones al movimiento relativo de los eslabones, que por lo tanto tiene un grado de libertad .
• Una articulación prismática P , o corredera, requiere que una línea en el cuerpo móvil permanezca colineal con una línea en el cuerpo fijo, y que un plano paralelo a esta línea en el cuerpo móvil mantenga contacto con un plano paralelo similar en el cuerpo fijo. Esto impone cinco restricciones al movimiento relativo de los eslabones, que por lo tanto tiene un grado de libertad.
• Una unión atornillada o una unión helicoidal en H requiere roscas cortadas en dos eslabones, de modo que haya un movimiento giratorio y deslizante entre ellos. Esta unión tiene un grado de libertad.
• Una articulación cilíndrica en C requiere que una línea en el cuerpo móvil permanezca colineal con una línea en el cuerpo fijo. Es una combinación de una articulación giratoria y una articulación deslizante. Esta articulación tiene dos grados de libertad.
• Una junta universal consta de dos juntas giratorias que se cruzan y son mutuamente ortogonales y que conectan eslabones rígidos cuyos ejes están inclinados entre sí.
• Una articulación esférica o rótula requiere que un punto del cuerpo móvil permanezca estacionario en el cuerpo fijo. Esta articulación tiene tres grados de libertad, que corresponden a rotaciones alrededor de ejes ortogonales.
• Una articulación plana requiere que un plano del cuerpo en movimiento mantenga contacto con un plano del cuerpo fijo. Esta articulación tiene tres grados de libertad. El plano en movimiento puede deslizarse en dos dimensiones a lo largo del plano fijo y puede rotar sobre un eje normal al plano fijo.
• Una articulación Pa de paralelogramo está compuesta por cuatro eslabones conectados entre sí por cuatro articulaciones giratorias en las esquinas de un paralelogramo.

En general, un par superior es una restricción que requiere que una curva o superficie en el cuerpo móvil mantenga contacto con una curva o superficie en el cuerpo fijo. Por ejemplo, el contacto entre una leva y su seguidor es un par superior llamado junta de leva . De manera similar, el contacto entre las curvas evolventes que forman los dientes engranados de dos engranajes son juntas de leva, al igual que una rueda que rueda sobre una superficie. Tiene un contacto puntual o lineal.

Un par envolvente/superior es una restricción que comprende correas , cadenas y otros dispositivos similares. Una polea accionada por correa es un ejemplo de este par. En este tipo de par, es muy similar al par superior (que tiene contacto puntual o lineal), pero tiene contacto puntual múltiple.

Los mecanismos, manipuladores o robots suelen estar compuestos de enlaces conectados entre sí por articulaciones.  Los manipuladores en serie , como el robot SCARA , conectan una plataforma móvil a una base a través de una única cadena de enlaces y articulaciones. En robótica, la plataforma móvil se denomina "efector final". Varias cadenas en serie conectan la plataforma móvil a la base de los manipuladores paralelos , como el mecanismo de Gough-Stewart . Las cadenas en serie individuales de los manipuladores paralelos se denominan "extremidades" o "piernas". La topología se refiere a la disposición de los enlaces y las articulaciones que forman un manipulador o un robot. La notación de articulaciones es una forma conveniente de definir la topología de las articulaciones de los mecanismos, manipuladores o robots.

Las articulaciones se abrevian de la siguiente manera: prismática P, revoluta R , universal U , cilíndrica C , esférica S , paralelogramo Pa . Las articulaciones accionadas o activas se identifican mediante guiones bajos, es decir, P , R , U , C , S , Pa .

La notación de articulaciones especifica el tipo y orden de las articulaciones que forman un mecanismo. ^[6] Identifica las secuencias de articulaciones, comenzando desde la abreviatura de la primera articulación en la base hasta la última abreviatura en la plataforma móvil. Por ejemplo, la notación de articulaciones para el robot serial SCARA es RRP , indicando que está compuesto de dos articulaciones revolutivas activas RR seguidas de una articulación prismática P activa . Las articulaciones repetidas pueden resumirse por su número; de modo que la notación de articulaciones para el robot SCARA también puede escribirse 2 RP, por ejemplo. La notación de articulaciones para el mecanismo paralelo Gough-Stewart es 6-U P S o 6(U P S), indicando que está compuesto de seis extremidades seriales idénticas, cada una compuesta de una articulación universal U , prismática P activa y esférica S. Los paréntesis () encierran las articulaciones de las extremidades seriales individuales. 

• Mecanismo (ingeniería)
• Manipulador (dispositivo)
• Enlace (mecánico)

• Hartenberg, RS y J. Denavit (1964) Síntesis cinemática de vínculos, págs. 17,18, Nueva York: McGraw-Hill, enlace en línea de la Universidad de Cornell .