Estrategias de conducción para robots móviles omnidireccionales con ruedas diferenciales desfasadas
Autores: Badia Torres, Joan; Perez Gracia, Alba; Domenech-Mestres, Carles
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estrategias de conducción para robots móviles omnidireccionales con ruedas diferenciales desfasadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Análisis
Estrategias de conducción
Consideraciones de diseño
Robot diferencial compensado
Zona inestable
Control de par
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, presentamos un análisis, así como estrategias de conducción y consideraciones de diseño para un tipo de robot móvil omnidireccional: el robot diferencial desfasado. Este sistema presenta omnidireccionalidad mientras utiliza cualquier tipo de rueda estándar, lo que permite aplicaciones en terrenos irregulares y ásperos, así como en entornos desordenados. El hecho conocido de que estos robots, al igual que los robots diferenciales simples, tienen una zona de conducción inestable, ha sido tratado principalmente diseñando estrategias de conducción en la zona estable de la dinámica interna. Sin embargo, conducir en la zona inestable puede ser ventajoso al tratar con terrenos ásperos e irregulares. Este trabajo se basa en el análisis cinemático y dinámico completo de un robot, incluidos sus elementos pasivos, para explicar los comportamientos inesperados que aparecen durante su movimiento debido a la inestabilidad. Se realizaron cálculos de torque precisos teniendo en cuenta la configuración de los elementos pasivos para un mejor control del torque, y se incluyen recomendaciones de diseño. Se caracterizaron los comportamientos estables e inestables, y se describieron estrategias de conducción para lograr el rendimiento deseado en cuanto a posicionamiento preciso y velocidad. El modelo y las estrategias de conducción fueron validadas a través de simulaciones y pruebas experimentales. Este trabajo sienta las bases para el diseño de mejores estrategias de control para robots diferenciales desfasados.
Descripción
En este trabajo, presentamos un análisis, así como estrategias de conducción y consideraciones de diseño para un tipo de robot móvil omnidireccional: el robot diferencial desfasado. Este sistema presenta omnidireccionalidad mientras utiliza cualquier tipo de rueda estándar, lo que permite aplicaciones en terrenos irregulares y ásperos, así como en entornos desordenados. El hecho conocido de que estos robots, al igual que los robots diferenciales simples, tienen una zona de conducción inestable, ha sido tratado principalmente diseñando estrategias de conducción en la zona estable de la dinámica interna. Sin embargo, conducir en la zona inestable puede ser ventajoso al tratar con terrenos ásperos e irregulares. Este trabajo se basa en el análisis cinemático y dinámico completo de un robot, incluidos sus elementos pasivos, para explicar los comportamientos inesperados que aparecen durante su movimiento debido a la inestabilidad. Se realizaron cálculos de torque precisos teniendo en cuenta la configuración de los elementos pasivos para un mejor control del torque, y se incluyen recomendaciones de diseño. Se caracterizaron los comportamientos estables e inestables, y se describieron estrategias de conducción para lograr el rendimiento deseado en cuanto a posicionamiento preciso y velocidad. El modelo y las estrategias de conducción fueron validadas a través de simulaciones y pruebas experimentales. Este trabajo sienta las bases para el diseño de mejores estrategias de control para robots diferenciales desfasados.