Comparación Basada en Simulación de Nuevos Sistemas de Construcción Automatizados
Autores: Herrmann, Lukas; Boumann, Roland; Lehmann, Mario; Müller, Samuel; Bruckmann, Tobias
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Comparación Basada en Simulación de Nuevos Sistemas de Construcción Automatizados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Procesos de construcción automatizados
Cables
Robot paralelo impulsado por cables
Drones cooperativos
Planificación de trayectorias
Optimización del algoritmo de planificación de rutas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
A medida que los procesos de construcción automatizados requieren grandes espacios de trabajo y altas cargas útiles, el uso de cables es un enfoque razonable para cubrir grandes distancias y compartir cargas. Por lo tanto, un robot paralelo impulsado por cables es una opción adecuada para la construcción de mampostería automatizada. Otro posible sistema robótico para esta tarea consiste en un conjunto de drones cooperativos, cada uno conectado al efector final y a la carga útil por un cable. Debido a las similitudes entre los dos sistemas robóticos, se puede utilizar el mismo software programado orientado a objetos para la planificación de trayectorias e investigaciones posteriores, haciendo ajustes menores. El algoritmo de planificación de rutas optimizado implementado tiene en cuenta los límites físicos, el tiempo de movimiento, la evitación de colisiones y los requisitos de energía. Así, se puede realizar una comparación basada en simulaciones de las características de ambos sistemas. En este documento, se derivan en detalle los modelos físicos necesarios tanto para el sistema de drones como para el robot de cables. Basado en el marco común, este documento presenta una comparación entre los dos sistemas robóticos, definiendo dos escenarios diferentes. El primer escenario demuestra el funcionamiento del enfoque optimizador. El segundo escenario se utiliza para comparar los dos sistemas. Para este propósito, se optimizan las trayectorias de las 1720 unidades de mampostería del primer piso de una casa. El análisis de los resultados muestra que ambos sistemas pueden transportar cargas pesadas, siendo el robot de cables ventajoso en sitios más pequeños, mientras que el sistema de drones cubre distancias más largas a cambio de un rendimiento más lento y un mayor consumo de energía.
Descripción
A medida que los procesos de construcción automatizados requieren grandes espacios de trabajo y altas cargas útiles, el uso de cables es un enfoque razonable para cubrir grandes distancias y compartir cargas. Por lo tanto, un robot paralelo impulsado por cables es una opción adecuada para la construcción de mampostería automatizada. Otro posible sistema robótico para esta tarea consiste en un conjunto de drones cooperativos, cada uno conectado al efector final y a la carga útil por un cable. Debido a las similitudes entre los dos sistemas robóticos, se puede utilizar el mismo software programado orientado a objetos para la planificación de trayectorias e investigaciones posteriores, haciendo ajustes menores. El algoritmo de planificación de rutas optimizado implementado tiene en cuenta los límites físicos, el tiempo de movimiento, la evitación de colisiones y los requisitos de energía. Así, se puede realizar una comparación basada en simulaciones de las características de ambos sistemas. En este documento, se derivan en detalle los modelos físicos necesarios tanto para el sistema de drones como para el robot de cables. Basado en el marco común, este documento presenta una comparación entre los dos sistemas robóticos, definiendo dos escenarios diferentes. El primer escenario demuestra el funcionamiento del enfoque optimizador. El segundo escenario se utiliza para comparar los dos sistemas. Para este propósito, se optimizan las trayectorias de las 1720 unidades de mampostería del primer piso de una casa. El análisis de los resultados muestra que ambos sistemas pueden transportar cargas pesadas, siendo el robot de cables ventajoso en sitios más pequeños, mientras que el sistema de drones cubre distancias más largas a cambio de un rendimiento más lento y un mayor consumo de energía.