Desarrollo de un brazo en forma de abanico y un controlador predictivo de modelo para el cruce de piernas, caminar y el equilibrio sobre una pierna de un robot saltador bípedo con ruedas
Autores: Kim, Seho; Yeom, Kiwon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desarrollo de un brazo en forma de abanico y un controlador predictivo de modelo para el cruce de piernas, caminar y el equilibrio sobre una pierna de un robot saltador bípedo con ruedas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robots
Bípedos con ruedas
Equilibrio
Control
Salto
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Los robots bípedos con ruedas están avanzando en la investigación al realizar movimientos desafiantes similares a los humanos en entornos complejos. En particular, los robots bípedos con ruedas se utilizan en muchos entornos interiores al superar las limitaciones de velocidad y maniobrabilidad de los robots bípedos sin ruedas. Sin embargo, cuando ambas ruedas pierden contacto con el suelo, mantener el equilibrio lateral se vuelve complicado y hay un mayor riesgo de volcarse. Además, utilizar brazos robóticos similares a los brazos humanos, además del equilibrio basado en ruedas, podría permitir un control más preciso y estable. En este artículo, desarrollamos un robot bípedo con ruedas que es capaz de saltar y conducir, además de poder cruzar sus piernas y equilibrarse sobre una pierna (el OLEBOT). El OLEBOT está diseñado con un efector final en forma de abanico capaz de generar un par compensatorio. Al inclinar el efector final en forma de abanico en la dirección opuesta, OLEBOT logra control de inclinación y equilibrio sobre una pierna. En el escenario de salto, imita los movimientos de los brazos de una persona que realiza saltos altos en posición estática, mientras utiliza un sistema de articulación de pierna basado en una leva para aumentar la altura del salto. Además, este artículo desarrolla una arquitectura de control basada en control predictivo de modelo (MPC) para garantizar una postura estable en los escenarios de conducción, salto y equilibrio sobre una pierna para OLEBOT. Finalmente, los resultados experimentales demuestran que OLEBOT es capaz de mantener una postura estable utilizando un sistema bípedo con ruedas y lograr equilibrio en una posición sobre una pierna.
Descripción
Los robots bípedos con ruedas están avanzando en la investigación al realizar movimientos desafiantes similares a los humanos en entornos complejos. En particular, los robots bípedos con ruedas se utilizan en muchos entornos interiores al superar las limitaciones de velocidad y maniobrabilidad de los robots bípedos sin ruedas. Sin embargo, cuando ambas ruedas pierden contacto con el suelo, mantener el equilibrio lateral se vuelve complicado y hay un mayor riesgo de volcarse. Además, utilizar brazos robóticos similares a los brazos humanos, además del equilibrio basado en ruedas, podría permitir un control más preciso y estable. En este artículo, desarrollamos un robot bípedo con ruedas que es capaz de saltar y conducir, además de poder cruzar sus piernas y equilibrarse sobre una pierna (el OLEBOT). El OLEBOT está diseñado con un efector final en forma de abanico capaz de generar un par compensatorio. Al inclinar el efector final en forma de abanico en la dirección opuesta, OLEBOT logra control de inclinación y equilibrio sobre una pierna. En el escenario de salto, imita los movimientos de los brazos de una persona que realiza saltos altos en posición estática, mientras utiliza un sistema de articulación de pierna basado en una leva para aumentar la altura del salto. Además, este artículo desarrolla una arquitectura de control basada en control predictivo de modelo (MPC) para garantizar una postura estable en los escenarios de conducción, salto y equilibrio sobre una pierna para OLEBOT. Finalmente, los resultados experimentales demuestran que OLEBOT es capaz de mantener una postura estable utilizando un sistema bípedo con ruedas y lograr equilibrio en una posición sobre una pierna.