Control de Doble Bucle de Robots en Forma de Serpiente Impulsados por Cables
Autores: Xu, Xiantong; Wang, Chengzhen; Xie, Haibo; Wang, Cheng; Yang, Huayong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Doble Bucle de Robots en Forma de Serpiente Impulsados por Cables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots en forma de serpiente
Movimiento de evitación de obstáculos
Control en bucle cerrado
Robot accionado por cables
Modelo cinemático
Control de doble bucle
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Los robots en forma de serpiente, que tienen altos grados de libertad y flexibilidad, pueden realizar de manera efectiva un movimiento de evitación de obstáculos en un espacio estrecho y no estructurado para completar tareas de manera eficiente. Sin embargo, lograr un control de bucle cerrado preciso es difícil. Por un lado, esto se debe a que agregar demasiados sensores al robot aumentará significativamente su masa, tamaño y costo. Por otro lado, la estructura más compleja del robot hiperrredundante también desafía la estrategia de control de bucle cerrado más elaborada. Por estas razones, en este artículo se diseña un robot en forma de serpiente, impulsado por cables, que es compacto y de bajo costo, con transductores de fuerza y sensores de ángulo. Se estudia un modelo cinemático más simple y directo, que se aplica a un algoritmo cinemático de uso común. Basado en el modelo cinemático, se resuelven las dinámicas inversas. Finalmente, este artículo analiza las fuentes de los errores de movimiento y logra un control de doble bucle a través de retroalimentación de fuerza y retroalimentación de pose. Los resultados del experimento muestran que la estructura del robot y la estrategia de control de doble bucle funcionan con alta precisión y fiabilidad, cumpliendo con los requisitos de aplicaciones de ingeniería y control de alta precisión.
Descripción
Los robots en forma de serpiente, que tienen altos grados de libertad y flexibilidad, pueden realizar de manera efectiva un movimiento de evitación de obstáculos en un espacio estrecho y no estructurado para completar tareas de manera eficiente. Sin embargo, lograr un control de bucle cerrado preciso es difícil. Por un lado, esto se debe a que agregar demasiados sensores al robot aumentará significativamente su masa, tamaño y costo. Por otro lado, la estructura más compleja del robot hiperrredundante también desafía la estrategia de control de bucle cerrado más elaborada. Por estas razones, en este artículo se diseña un robot en forma de serpiente, impulsado por cables, que es compacto y de bajo costo, con transductores de fuerza y sensores de ángulo. Se estudia un modelo cinemático más simple y directo, que se aplica a un algoritmo cinemático de uso común. Basado en el modelo cinemático, se resuelven las dinámicas inversas. Finalmente, este artículo analiza las fuentes de los errores de movimiento y logra un control de doble bucle a través de retroalimentación de fuerza y retroalimentación de pose. Los resultados del experimento muestran que la estructura del robot y la estrategia de control de doble bucle funcionan con alta precisión y fiabilidad, cumpliendo con los requisitos de aplicaciones de ingeniería y control de alta precisión.