Locomoción de un Robot Cilíndrico Rodante con una Superficie Exterior que Cambia de Forma
Autores: Puopolo, Michael G.; Jacob, Jamey D.; Gabino, Emilio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Locomoción de un Robot Cilíndrico Rodante con una Superficie Exterior que Cambia de Forma
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robot rodante
Cambio de forma
ángulo de activación
Consumo de energía
Carga de actuación
Programa de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrolla un robot rodante cilíndrico que genera torque de rodadura al cambiar la forma de su superficie exterior elíptica flexible cada vez que uno de los cuatro ejes elípticos rota más allá de una inclinación llamada ángulo de activación. El robot está equipado con un sistema de control/sensado mediante el cual mide la posición angular y la velocidad angular, y calcula el error con respecto a un perfil de velocidad angular deseado. Cuando se activa el cambio de forma, la nueva forma asumida de la superficie exterior se determina de acuerdo con el error calculado. Se lleva a cabo una serie de pruebas de rodadura utilizando varios ángulos de activación, y se mide la energía consumida por el motor de actuación por unidad de distancia de rodadura. Los resultados muestran que, para cada uno de los tres perfiles de velocidad deseados investigados, existe un rango de ángulos de activación que resulta en un consumo de energía relativamente bajo por unidad de distancia de rodadura, y cuando el robot opera dentro de este rango óptimo de ángulos de activación, experimenta una carga de actuación mínima y un frenado inadvertido, ambos inherentes a la mecánica de los robots rodantes que utilizan el cambio de forma para generar torque de rodadura. Se desarrolla un modelo matemático de movimiento que se aplica en un programa de simulación que puede utilizarse para predecir y comprender mejor el comportamiento del robot.
Descripción
Se desarrolla un robot rodante cilíndrico que genera torque de rodadura al cambiar la forma de su superficie exterior elíptica flexible cada vez que uno de los cuatro ejes elípticos rota más allá de una inclinación llamada ángulo de activación. El robot está equipado con un sistema de control/sensado mediante el cual mide la posición angular y la velocidad angular, y calcula el error con respecto a un perfil de velocidad angular deseado. Cuando se activa el cambio de forma, la nueva forma asumida de la superficie exterior se determina de acuerdo con el error calculado. Se lleva a cabo una serie de pruebas de rodadura utilizando varios ángulos de activación, y se mide la energía consumida por el motor de actuación por unidad de distancia de rodadura. Los resultados muestran que, para cada uno de los tres perfiles de velocidad deseados investigados, existe un rango de ángulos de activación que resulta en un consumo de energía relativamente bajo por unidad de distancia de rodadura, y cuando el robot opera dentro de este rango óptimo de ángulos de activación, experimenta una carga de actuación mínima y un frenado inadvertido, ambos inherentes a la mecánica de los robots rodantes que utilizan el cambio de forma para generar torque de rodadura. Se desarrolla un modelo matemático de movimiento que se aplica en un programa de simulación que puede utilizarse para predecir y comprender mejor el comportamiento del robot.