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Planificación de Movimiento y Control de Manipuladores Redundantes para la Evitación de Obstáculos Dinámicos

Autores: Palmieri, Giacomo; Scoccia, Cecilia

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Planificación de Movimiento y Control de Manipuladores Redundantes para la Evitación de Obstáculos Dinámicos


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Marco
Planificación de movimientos
Control
Manipuladores redundantes
Evitación de colisiones
Algoritmos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta un marco para la planificación de movimientos y el control de manipuladores redundantes con la tarea adicional de evitar colisiones. Los algoritmos que fueron estudiados y probados previamente por los autores para casos planos se extienden aquí a manipuladores redundantes de movilidad completa que operan en un espacio de trabajo tridimensional. La estrategia de control consiste en una combinación de algoritmos de planificación de trayectorias fuera de línea con control de movimiento en línea. El algoritmo de planificación de trayectorias se utiliza para generar trayectorias capaces de evitar obstáculos fijos detectados antes de que el robot comience a moverse; esto se basa en el método de campos potenciales combinado con una interpolación suavizante que explota curvas de Bézier. El control de movimiento en línea está diseñado para compensar el movimiento de los obstáculos y evitar colisiones a lo largo de la cadena cinemática del manipulador; esto se realiza utilizando una ley de control de velocidad basada en el método del espacio nulo para el control de redundancia. Además, se introduce un término adicional en la ley de control que tiene en cuenta la velocidad de los obstáculos, así como su posición. Para probar los algoritmos, se presentan un conjunto de simulaciones: el robot colaborativo redundante KUKA LBR iiwa se controla en diferentes casos, donde obstáculos fijos o dinámicos interfieren con su movimiento. Los datos simulados muestran que el método propuesto para el suavizado de la trayectoria puede dar una reducción de las aceleraciones angulares de los motores del orden de, con un aumento de menos del tiempo de cálculo. Además, la dependencia de la ley de control en línea de la velocidad del obstáculo puede llevar a reducciones en la velocidad máxima y la aceleración de las articulaciones de aproximadamente y, respectivamente, sin aumentar significativamente el esfuerzo computacional que es compatible para la transferibilidad a un sistema real.

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