Una Plataforma Aérea Semi-Autónoma que Mejora las Pruebas No Destructivas
Autores: D"Angelo, Simone; Marcellini, Salvatore; De Crescenzo, Alessandro; Marolla, Michele; Lippiello, Vincenzo; Siciliano, Bruno
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una Plataforma Aérea Semi-Autónoma que Mejora las Pruebas No Destructivas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Robots aéreo
Inspección
Mantenimiento
Manipulador aéreo no tripulado
Brazo robótico
Estrategias de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El uso de robots aéreos para la inspección y el mantenimiento en entornos industriales exige alta maniobrabilidad, control preciso y mediciones fiables. Este estudio explora el desarrollo de un manipulador aéreo no tripulado (UAM) completamente personalizado, compuesto por un dron inclinable y un brazo robótico articulado, diseñado para realizar inspecciones no destructivas en contacto con estructuras de hierro. El sistema está destinado a operar en entornos complejos y potencialmente peligrosos, donde la ejecución autónoma se apoya en estrategias de control compartido que incluyen supervisión humana. Se implementa un marco de control de impedancia de fuerza paralela para permitir un contacto suave y repetible entre un sensor para pruebas ultrasónicas (UT) y la superficie inspeccionada. Durante la interacción, el brazo aplica un empuje controlado para crear un sello de vacío, lo que permite mediciones precisas de grosor. La estrategia de control se valida a través de ensayos repetidos en escenarios tanto interiores como exteriores, demostrando consistencia y robustez. El documento también aborda la integración mecánica y de control del complejo sistema robótico, destacando los desafíos y soluciones para lograr una plataforma aérea receptiva y fiable. La combinación de control semi-autónomo y operación con humano en el circuito mejora significativamente la efectividad de las tareas de inspección en entornos de difícil acceso, mejorando tanto la seguridad humana como el rendimiento de la tarea.
Descripción
El uso de robots aéreos para la inspección y el mantenimiento en entornos industriales exige alta maniobrabilidad, control preciso y mediciones fiables. Este estudio explora el desarrollo de un manipulador aéreo no tripulado (UAM) completamente personalizado, compuesto por un dron inclinable y un brazo robótico articulado, diseñado para realizar inspecciones no destructivas en contacto con estructuras de hierro. El sistema está destinado a operar en entornos complejos y potencialmente peligrosos, donde la ejecución autónoma se apoya en estrategias de control compartido que incluyen supervisión humana. Se implementa un marco de control de impedancia de fuerza paralela para permitir un contacto suave y repetible entre un sensor para pruebas ultrasónicas (UT) y la superficie inspeccionada. Durante la interacción, el brazo aplica un empuje controlado para crear un sello de vacío, lo que permite mediciones precisas de grosor. La estrategia de control se valida a través de ensayos repetidos en escenarios tanto interiores como exteriores, demostrando consistencia y robustez. El documento también aborda la integración mecánica y de control del complejo sistema robótico, destacando los desafíos y soluciones para lograr una plataforma aérea receptiva y fiable. La combinación de control semi-autónomo y operación con humano en el circuito mejora significativamente la efectividad de las tareas de inspección en entornos de difícil acceso, mejorando tanto la seguridad humana como el rendimiento de la tarea.