La comunidad académica recurre a MATLAB y Simulink para optimizar la enseñanza de los fundamentos de ingeniería mecánica y facilitar el desarrollo de investigaciones en robótica, mecatrónica y diseño de mecanismos complejos.
Con MATLAB y Simulink, la comunidad académica puede:
- Potenciar la enseñanza de conceptos básicos de cinética, cinemática y dinámica
- Ampliar el alcance de métodos analíticos y experimentales con herramientas computacionales
- Cubrir desde fenómenos físicos fundamentales hasta aplicaciones prácticas de robótica y mecatrónica del mundo real
- Integrar talleres virtuales y físicos para facilitar el aprendizaje experimental de sistemas mecánicos
Ejemplos de la industria
De la cinemática y dinámica a la robótica y mecatrónica
Mejora de la enseñanza de cinemática y dinámica
Utilice MATLAB Live Editor y sus apps para enseñar conceptos de cinemática y dinámica. Ofrezca un espacio de aprendizaje focalizado y organizado, combinando explicaciones descriptivas, derivación y análisis simbólicos, implementación numérica y visualización de resultados. Permita que sus estudiantes analicen y visualicen el comportamiento de un sistema con diversos parámetros y condiciones empleando controles interactivos, lo que ayuda a desarrollar intuición de ingeniería mediante pensamiento computacional.
Recursos destacados
Soluciones analíticas de cinemática y dinámica de sistemas
Derive y evalúe soluciones analíticas de ecuaciones de movimiento con Symbolic Math Toolbox. Las soluciones de forma cerrada de sistemas canónicos permiten comprender en mayor profundidad los comportamientos de los sistemas. Exporte estas soluciones en forma de implementaciones numéricas en MATLAB y Simulink, o utilícelas para verificar y validar otros métodos computacionales.
Cinemática y dinámica de sistemas robóticos
Diseñe, simule, pruebe y despliegue manipuladores y robots móviles con Robotics System Toolbox. En el caso de los manipuladores, la toolbox incluye algoritmos de comprobación de colisiones, planificación de rutas, generación de trayectorias, dinámica y cinemática directa e inversa usando una representación de cuerpo rígido. En el caso de los robots móviles, incluye algoritmos para mapeo, localización, planificación de rutas, seguimiento de rutas y control de movimiento.
Descubra productos y flujos de trabajo adicionales de MATLAB y Simulink para enseñanza de robótica.
Recursos destacados
- Resolución de cinemática inversa de mecanismos de eslabones cerrados
- Seguimiento de trayectorias de un robot con transmisión diferencial
- Carga de un modelo de robot predefinido y sus especificaciones desde la librería de robots
- Flujo de trabajo de pick-and-place en Gazebo con ROS
- Ejemplos de Robotics System Toolbox
Simulación y visualización multicuerpo
Simscape Multibody ofrece un entorno de simulación multicuerpo completo para sistemas mecánicos en 3D, robots, suspensiones de vehículos, maquinaria de construcción y trenes de aterrizaje de aeronaves. Modele sistemas multicuerpo empleando bloques que representan cuerpos, articulaciones, restricciones, elementos de fuerza y sensores.
Simscape Multibody formula y resuelve las ecuaciones de movimiento de todo el sistema mecánico. Importe ensamblajes CAD completos, incluidas todas las masas, inercias, articulaciones, restricciones y geometría en 3D, a un modelo. Visualice la dinámica del sistema con animaciones en 3D generadas automáticamente.
Recursos destacados
- Simulación multicuerpo Onramp
- Medición de fuerzas y pares motores que actúan en articulaciones
- Ejecución de cinemática directa e inversa en un robot de 5 barras
- Cálculo de pares motores de actuadores con dinámica inversa
- Exportación de ensamblajes CAD desde SolidWorks®, Autodesk Inventor® y PTC® Creo™ con Simscape Multibody Link
- Simscape Multibody - Ejemplos
Talleres virtuales y físicos
Los talleres virtuales relacionan aprendizaje y aplicaciones fundamentales con mecanismos del mundo real. Utilice visualizaciones en 3D para replicar experimentos físicos en el aula y permitir que el aprendizaje práctico sea accesible para todos. Oriente a sus estudiantes en la exploración de diversos escenarios, para profundizar en la comprensión del comportamiento de sistemas y su física subyacente en un entorno seguro y controlado antes de trabajar con experimentos físicos. Anime a sus estudiantes a comparar y contrastar las respuestas de sistemas para reforzar el aprendizaje.
Diseño e implementación de mecanismos complejos
Los mecanismos complejos de las aplicaciones del mundo real suelen requerir sistemas de control y una integración extensa de hardware y software. Integre componentes mecánicos, eléctricos y de software en sistemas de ingeniería sirviéndose de las prestaciones ampliadas de MATLAB y Simulink para diseño de sistemas de control, modelado físico multidominio e implementación en hardware.
Recursos destacados
- Virtual commissioning con Simulink para sistemas mecatrónicos complejos - Serie de vídeos
- Brazo robótico con cintas transportadoras
- Modelo de tren de aterrizaje con actuadores hidráulicos y dinámica multicuerpo
- Paletizado de cajas empleando un cobot con Simulink 3D Animation
- Autonomía todoterreno para maquinaria pesada
Ejemplos académicos
MATLAB y Simulink para aplicaciones de cinemática y dinámica
Aplicaciones industriales y académicas
- Desarrollo y despliegue de sistemas de prueba de cinemática y conformidad virtual (20:52)
- Gemelos digitales activos en el laboratorio de control de la ESA: Solución para el control de naves espaciales complejas (29:01)
- Análisis de manejo y desarrollo de control de camiones comerciales con modelos de transporte de Volvo (13:27)
- Estudiante de posgrado del Politecnico di Torino demuestra el valor del modelado físico y la simulación dinámica a la empresa Comau
Presentaciones de MathWorks
- Simulación y visualización de la dinámica de vehículos para competiciones estudiantiles (1:04:02)
- Simulación multicuerpo con Simscape Multibody (47:31)
- Diseño de aplicaciones de robots industriales, de la percepción al movimiento (35:56)
- Modelado físico de vehículos todoterreno con Simscape (5:25)
- Desarrollo de maquinaria industrial segura utilizando simulación (47:25)
- Diseño basado en modelos de maquinaria de producción - Serie de vídeos
