Diseño, Montaje y Control de un Robot Móvil Diferencial/Omnidireccional a través de Fabricación Aditiva
Autores: Padilla-García, Erick Axel; Cruz-Morales, Raúl Dalí; González-Sierra, Jaime; Tinoco-Varela, David; Lorenzo-Gerónimo, María R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño, Montaje y Control de un Robot Móvil Diferencial/Omnidireccional a través de Fabricación Aditiva
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Robots móviles
Diseño mecatrónico
Metodología de control
Ley de control jerárquica
Resultados experimentales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Aunque la fabricación aditiva es una tecnología relativamente nueva, ha sido ampliamente aceptada por la industria y la academia debido a la gran variedad de prototipos que se pueden construir. Además, el uso de robots móviles para llevar a cabo diferentes tareas permite una mayor flexibilidad que el uso de robots manipuladores. En ese sentido, y basándose en lo anterior, este artículo se centra en el diseño y ensamblaje de un robot móvil multiconfiguracional que es capaz de cambiar de una configuración diferencial a una omnidireccional. Para este propósito, se implementó una metodología de diseño/control mecatrónico secuencial para obtener una plataforma asequible a través de la fabricación aditiva que es fácilmente escalable y permite al usuario cambiar de una configuración a otra. Como prueba de concepto, este cambio se realiza manualmente. Se presentan los procesos de fabricación, construcción y ensamblaje para ambas estructuras. Luego, se diseña una ley de control jerárquica. En este sentido y basándose en el método de Lyapunov, se desarrolla un controlador de bajo nivel para controlar la velocidad angular de las ruedas a una velocidad angular deseada, y un controlador de nivel medio controla la actitud del robot para seguir una trayectoria cartesiana deseada. Finalmente, las estrategias de control se implementan en ambas configuraciones de prototipo, y a través de resultados experimentales, se valida el análisis teórico y la construcción del robot móvil.
Descripción
Aunque la fabricación aditiva es una tecnología relativamente nueva, ha sido ampliamente aceptada por la industria y la academia debido a la gran variedad de prototipos que se pueden construir. Además, el uso de robots móviles para llevar a cabo diferentes tareas permite una mayor flexibilidad que el uso de robots manipuladores. En ese sentido, y basándose en lo anterior, este artículo se centra en el diseño y ensamblaje de un robot móvil multiconfiguracional que es capaz de cambiar de una configuración diferencial a una omnidireccional. Para este propósito, se implementó una metodología de diseño/control mecatrónico secuencial para obtener una plataforma asequible a través de la fabricación aditiva que es fácilmente escalable y permite al usuario cambiar de una configuración a otra. Como prueba de concepto, este cambio se realiza manualmente. Se presentan los procesos de fabricación, construcción y ensamblaje para ambas estructuras. Luego, se diseña una ley de control jerárquica. En este sentido y basándose en el método de Lyapunov, se desarrolla un controlador de bajo nivel para controlar la velocidad angular de las ruedas a una velocidad angular deseada, y un controlador de nivel medio controla la actitud del robot para seguir una trayectoria cartesiana deseada. Finalmente, las estrategias de control se implementan en ambas configuraciones de prototipo, y a través de resultados experimentales, se valida el análisis teórico y la construcción del robot móvil.