Control total del cuerpo con estrategia de adaptabilidad al terreno desigual para robots con ruedas-bípedos
Autores: Wang, Biao; Xin, Yaxian; Chen, Chao; Song, Zihao; Sun, Baoshuai; Guo, Tianshuai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control total del cuerpo con estrategia de adaptabilidad al terreno desigual para robots con ruedas-bípedos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Robots
Sistema de control
Método de control jerárquico
Adaptabilidad al terreno
Planificador de postura de cuerpo completo
Solucionador de fuerza activa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Los robots bipedestres con ruedas (WBRs) integran la eficiencia de locomoción y la adaptabilidad al terreno de los robots con patas y ruedas. Sin embargo, la adaptabilidad al terreno está significativamente influenciada por el sistema de control. Este documento propone un método de control jerárquico para WBRs que incluye un solucionador de fuerza activa, un planificador de postura de cuerpo completo y un controlador de torque de cuerpo completo. El solucionador de fuerza activa basado en control predictivo de modelos (MPC) fue construido para calcular la fuerza activa de las patas con ruedas al torso para lograr las tareas de movimiento deseadas del torso. El planificador de postura de cuerpo completo basado en la estrategia de adaptabilidad al terreno proporciona trayectorias conjuntas de cuerpo completo que pueden lograr equilibrio dinámico y movimiento simultáneamente sin información de sensores externos. El controlador de torque de cuerpo completo se utiliza para calcular el torque conjunto de cuerpo completo basado en la referencia de fuerza activa y la referencia de movimiento conjunto. Finalmente, se realizaron dos experimentos de simulación para verificar la efectividad del método propuesto en terrenos irregulares.
Descripción
Los robots bipedestres con ruedas (WBRs) integran la eficiencia de locomoción y la adaptabilidad al terreno de los robots con patas y ruedas. Sin embargo, la adaptabilidad al terreno está significativamente influenciada por el sistema de control. Este documento propone un método de control jerárquico para WBRs que incluye un solucionador de fuerza activa, un planificador de postura de cuerpo completo y un controlador de torque de cuerpo completo. El solucionador de fuerza activa basado en control predictivo de modelos (MPC) fue construido para calcular la fuerza activa de las patas con ruedas al torso para lograr las tareas de movimiento deseadas del torso. El planificador de postura de cuerpo completo basado en la estrategia de adaptabilidad al terreno proporciona trayectorias conjuntas de cuerpo completo que pueden lograr equilibrio dinámico y movimiento simultáneamente sin información de sensores externos. El controlador de torque de cuerpo completo se utiliza para calcular el torque conjunto de cuerpo completo basado en la referencia de fuerza activa y la referencia de movimiento conjunto. Finalmente, se realizaron dos experimentos de simulación para verificar la efectividad del método propuesto en terrenos irregulares.