Optimización de manipuladores paralelos impulsados por cable para aplicaciones en aguas poco profundas: un método cuasi-estático para el análisis de fallos y posicionamiento de barcos

Resumen Los manipuladores paralelos impulsados por cable (CDPMs) ofrecen grandes espacios de trabajo y arquitecturas adaptables, lo que los hace atractivos para una variedad de tareas que van desde la automatización industrial hasta aplicaciones marinas. Sin embargo, las fallas de cable, como roturas, atascos, fallos de sensores o malfuncionamientos de actuadores, pueden comprometer críticamente la fiabilidad del sistema. En este artículo, presentamos un análisis de falla cuasi-estático bajo un modelo de cable simplificado para cuantificar cómo un cable roto afecta tanto la pose del efector final como la redistribución de tensiones. Aunque se excluyen las fuerzas hidrodinámicas y la elasticidad del cable, nuestros resultados indican que el re-posicionamiento de anclas en la superficie (como barcos) puede reducir efectivamente las tensiones excesivas y prevenir eventos de cable flojo. Comparamos configuraciones de seis, ocho y diez cables para ilustrar cómo la redundancia influye en la estabilidad y el control post-falla. Los hallazgos numéricos indican que una colocación juiciosa de anclas reduce las fluctuaciones de tensión máxima y mejora la tolerancia general a fallos. Este análisis apoya el diseño y despliegue en etapas tempranas de CDPMs en entornos marinos u otros de gran escala, y proporciona una base para futuros modelos que incorporen hidrodinámica, elasticidad de cable y efectos de ruptura transitorios.