Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Patents:
Dispositivo y método para la medición de corrientes de fluidos mediante mecanismo paralelo esférico actuado por fuerzas de arrastre
Year:2013
Research Areas
  • Electric engineers, electronic and automatic (eil)
Information
Abstract
Descripción de la invención La presente invención consiste en un medidor de corrientes de fluidos que utiliza un mecanismo paralelo esférico para la medición de la velocidad y dirección de un fluido a partir de la fuerza de arrastre que el fluido ejerce sobre un cuerpo sólido que forma parte del medidor. Este instrumento se caracteriza porque posee un mecanismo paralelo de tres grados de libertad, formado por una base fija que permite movimiento esférico a una plataforma móvil, mediante un mástil y dos cadenas cinemáticas. Solidario a la plataforma móvil del mecanismo, un tubo soporta un recipiente esférico provisto en su interior de una unidad de medición inercial que registra la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija. Dicha orientación es provocada por la fuerza de arrastre que el fluido ejerce sobre el recipiente esférico. A partir de la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija, se mide la velocidad y dirección del fluido en el espacio. Cuando la aplicación lo requiere, es posible instalar entre la base fija y la plataforma móvil una cubierta deformable para proteger al mecanismo de posibles agentes externos presentes en el fluido. Además, la base fija del dispositivo posee una brida circular que permite instalarlo en diferentes posiciones de una embarcación, estructura, canal o tubería. Se entiende por mecanismo paralelo esférico a todo mecanismo paralelo cuyo eslabón móvil describe trayectorias esféricas concéntricas a un punto fijo. La presente invención posee un mecanismo paralelo esférico de tres grados de libertad, el cual comprende un mástil que rota respecto de la base fija y se conecta a la plataforma móvil mediante una articulación universal, lo cual constituye una cadena cinemática rotacional-universal. El mástil es mantenido en un ángulo de reposo por un muelle de torsión y es desviado de dicho ángulo según varía la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija. De tal forma que la rotación del mástil aporta uno de los tres parámetros cinemáticos necesarios para determinar la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija. El mástil posee un agujero perpendicular al eje longitudinal de rotación que permite, opcionalmente, con un prisionero, bloquear su rotación respecto de la base fija para reducir los grados de libertad del mecanismo de tres a dos. El mecanismo paralelo esférico posee además, dos cadenas cinemáticas. Cada una posee una articulación prismática que se conecta a la base fija mediante una articulación universal y se conecta a la plataforma móvil mediante una articulación esférica, lo cual constituye una cadena cinemática universal-prismática-esférica. Las cadenas cinemáticas, se mantienen en una posición intermedia de su carrera por dos muelles de tracción antagonistas y es desviada de dicha posición según varía la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija. De tal forma que las extensiones de cada articulación prismática aportan dos de los tres parámetros necesarios para determinar la orientación espacial de la plataforma móvil respecto de la base fija. Adicionalmente, por tratarse de un mecanismo paralelo, las cadenas cinemáticas pueden ser reemplazadas por otras cadenas equivalentes siempre que garanticen que el mecanismo mantiene los tres grados de libertad. Se entiende que dos cadenas cinemáticas son equivalentes si presentan el mismo número de restricciones cinemáticas. La unidad de medición inercial es un dispositivo electrónico que se compone de un magnetómetro, un giróscopo y un acelerómetro e integra medios de almacenamiento, procesamiento y comunicación que le permiten realizar gran cantidad de operaciones. El magnetómetro y acelerómetro son sensores absolutos que están referenciados a parámetros físicos conocidos, como son el norte magnético y la dirección de la gravedad,
International
No
Status
Concedida
application number
P201330923
under exploitation
No
Licensee/s
Date
20/06/2013
Owner
Participants
  • Autor: Gonzalo Ejarque (CSIC)
  • Autor: Roque Jacinto Saltaren Pazmiño (UPM)
  • Autor: Gabriel Poletti (UPM ETS Industriales)
  • Autor: Rafael Aracil Santonja (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Robots y máquinas inteligentes
  • Departamento: Automática, Ingeniería Electrónica e Informática Industrial
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de Automática y Robótica (CAR). Centro Mixto UPM-CSIC
S2i 2019 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
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