Evitación de Colisiones para Robots Redundantes de 7 Grados de Libertad Usando un Enfoque Dinámico Críticamente Amortiguado
Autores: Simas, Henrique; Di Gregorio, Raffaele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Evitación de Colisiones para Robots Redundantes de 7 Grados de Libertad Usando un Enfoque Dinámico Críticamente Amortiguado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots colaborativos
Evitación de colisiones
Trayectorias
Cadena cinemática
Robot redundante
Cinemática inversa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 42
Citaciones: Sin citaciones
La presencia de robots colaborativos en entornos industriales requiere que sus estrategias de control incluyan la evitación de colisiones en la generación de trayectorias. En general, la evitación de colisiones se realiza mediante desplazamientos adicionales de la cadena cinemática que hacen que el robot se aleje de los objetos que se insertan ocasionalmente en su espacio de trabajo seguro. La variabilidad de las coordenadas de los puntos de colisión dentro del volumen de seguridad conduce a movimientos abruptos para el robot. Este artículo presenta un método general para suavizar movimientos abruptos en robots con un grado de redundancia para trayectorias de evitación de colisiones, empleando un filtro digital de segundo orden diseñado con amortiguamiento crítico ajustable. El método se ilustra aplicándolo a un robot redundante con una cadena cinemática de tipo esférico-revolutivo-esférico (tipo SRS), que es un estándar utilizado para probar los algoritmos ideados para resolver este problema. Este artículo también presenta un algoritmo alternativo para la cinemática inversa del robot tipo SRS y los experimentos computacionales que muestran el rendimiento de la propuesta de evitación de colisiones y sus propiedades a través de resultados gráficos.
Descripción
La presencia de robots colaborativos en entornos industriales requiere que sus estrategias de control incluyan la evitación de colisiones en la generación de trayectorias. En general, la evitación de colisiones se realiza mediante desplazamientos adicionales de la cadena cinemática que hacen que el robot se aleje de los objetos que se insertan ocasionalmente en su espacio de trabajo seguro. La variabilidad de las coordenadas de los puntos de colisión dentro del volumen de seguridad conduce a movimientos abruptos para el robot. Este artículo presenta un método general para suavizar movimientos abruptos en robots con un grado de redundancia para trayectorias de evitación de colisiones, empleando un filtro digital de segundo orden diseñado con amortiguamiento crítico ajustable. El método se ilustra aplicándolo a un robot redundante con una cadena cinemática de tipo esférico-revolutivo-esférico (tipo SRS), que es un estándar utilizado para probar los algoritmos ideados para resolver este problema. Este artículo también presenta un algoritmo alternativo para la cinemática inversa del robot tipo SRS y los experimentos computacionales que muestran el rendimiento de la propuesta de evitación de colisiones y sus propiedades a través de resultados gráficos.