Diseño, Control y Estabilización de un Robot de Combate de Incendios con Ruedas Transformable con una Torreta Lanzadora de Balas para Apagar Fuegos
Autores: Tanyldz, Alper Kadir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño, Control y Estabilización de un Robot de Combate de Incendios con Ruedas Transformable con una Torreta Lanzadora de Balas para Apagar Fuegos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Robot extintor de incendios con ruedas híbridas
Controladores PID y SMC
Construcción de ruedas transformables
Diseño mecánico
Modelo cinemático
Simulaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se ha creado un robot extintor de incendios híbrido con ruedas. El robot tiene una torreta de extintor de incendios con dos grados de libertad (DoF). Para controlar el efecto disruptivo de las oscilaciones mecánicas en el sistema de disparo durante el movimiento del cuerpo del robot, se utilizan controladores PID y SMC. Cuando está cerrado en terreno plano, la construcción de ruedas transformables de cinco piezas del robot le permite desplazarse rápidamente. El mecanismo de la rueda se abre en terrenos difíciles, permitiendo que la rueda asuma una configuración en forma de estrella y habilitando al robot para ascender al agarrarse a obstrucciones. El diseño mecánico tridimensional del robot bombero fue diseñado primero, seguido por el modelo cinemático del sistema de la torreta y el modelo tridimensional de Simscape en el entorno de Matlab Simmechanic. Se llevaron a cabo simulaciones de lanzamiento de bolas extintoras en ubicaciones de incendio situadas a distancias horizontales de 20 m a 80 m y verticales de 1 a 30 m en este modelo para tres escenarios diferentes (el robot está estacionario, se mueve a velocidad constante y gira sobre sí mismo). Las simulaciones resultaron en una tasa de éxito de disparo del 85.71% con PID y del 95.23% con SMC (para un total de 105 disparos). Al investigar las tasas de error, se descubrió que el robot de incendios construido era utilizable en la lucha contra incendios.
Descripción
En este estudio, se ha creado un robot extintor de incendios híbrido con ruedas. El robot tiene una torreta de extintor de incendios con dos grados de libertad (DoF). Para controlar el efecto disruptivo de las oscilaciones mecánicas en el sistema de disparo durante el movimiento del cuerpo del robot, se utilizan controladores PID y SMC. Cuando está cerrado en terreno plano, la construcción de ruedas transformables de cinco piezas del robot le permite desplazarse rápidamente. El mecanismo de la rueda se abre en terrenos difíciles, permitiendo que la rueda asuma una configuración en forma de estrella y habilitando al robot para ascender al agarrarse a obstrucciones. El diseño mecánico tridimensional del robot bombero fue diseñado primero, seguido por el modelo cinemático del sistema de la torreta y el modelo tridimensional de Simscape en el entorno de Matlab Simmechanic. Se llevaron a cabo simulaciones de lanzamiento de bolas extintoras en ubicaciones de incendio situadas a distancias horizontales de 20 m a 80 m y verticales de 1 a 30 m en este modelo para tres escenarios diferentes (el robot está estacionario, se mueve a velocidad constante y gira sobre sí mismo). Las simulaciones resultaron en una tasa de éxito de disparo del 85.71% con PID y del 95.23% con SMC (para un total de 105 disparos). Al investigar las tasas de error, se descubrió que el robot de incendios construido era utilizable en la lucha contra incendios.