Lázaro: Robot Móvil dotado de Brazo para Contacto con el Suelo

Abstract

Este artículo tiene por objetivo describir a Lázaro, el cual es un pequeño robot móvil que posee un brazo diseñado especialmente para propiciar un punto adicional de contacto con el suelo que puede utilizarse para mejorar la estabilidad al vuelco y superar obstáculos. Específicamente, se aborda la descripción de la estructura mecánica así como los componentes electrónicos destinados a percepción, comunicación y control. Posteriormente, se revisan las características de funcionamiento de este robot, en cuanto a su cinemática, arquitectura de control, modos de operación e interface. Finalmente, se hace una descripción de algunas pruebas de funcionamiento.

Mejoramiento de la navegabilidad de un robot móvil considerando el consumo energético de su brazo

“…Como caso de estudio, se utilizó a Lázaro (Figura 1) (García et al, 2017a), el cual es un robot de cuatro ruedas mediano (pesa 255 N) tipo Skid Steer que posee un brazo articulado con 2 grados de libertad (GDL) y una rueda como efector final, el cual fue diseñado para generar un punto adicional de contacto con el suelo, que puede utilizarse para mejorar su estabilidad al vuelco y para superar obstáculos. Los 2 GDL pertenecientes al brazo de este robot quedan definidos a través de dos articulaciones: la primera rotacional que acopla la base móvil con el primer eslabón del brazo; y la segunda prismática, que despliega el émbolo de un actuador líneal, que da forma al segundo eslabón al que se acopla una rueda como efector final.…”

“…Para la segunda articulación, se utiliza un control selectivo con tres lazos asociados a distintas situaciones relacionadas con los requerimientos de contacto entre el efector final del brazo (rueda) y el suelo. Entre los tres lazos destaca aquel donde se requiere el contacto de la rueda con el suelo, con una magnitud de fuerza específica; en este caso se utiliza un control proporcional con planificación de ganancias, donde K p se obtiene a través de un sistema de inferencia borroso (García et al, 2017a).…”

“…(7) De acuerdo con (1), también se requiere el cálculo de la velocidad angular del motor ( ) para cuantificar la potencia consumida por este. Trabajos previos demostraron que la primera articulación del brazo de Lázaro con su sistema de control pasa de ser sub amortiguado (con picos de mínima amplitud) a sobre amortiguado (García et al, 2017a); por tanto, se consideró que la respuesta críticamente amortiguada es un punto intermedio adecuado. En este caso, la velocidad angular de la primera articulación esta dada por (8) y su aceleración se obtiene a través de (9).…”

Evaluación de la navegabilidad en robots móviles skid-steer con remolques pasivos moviéndose sobre terrenos inclinados

“…Por otra parte, se utilizará como caso de estudio al robot Lázaro (Figura 1) (García et al, 2017c), el cual es un robot de cuatro ruedas mediano (Tabla 1) tipo Skid Steer cuyo sistema de locomoción posee dos grados de libertad al igual que los robots diferenciales, pero con una mayor cantidad de puntos de contacto con el suelo lo que produce una mejora en robustez mecánica y la estabilidad del robot a expensas de mayores pérdidas de energía debido a la fricción (García et al, 2020a). Además, este robot posee un brazo articulado con una rueda como efector final, el cual fue diseñado especialmente para propiciar un punto adicional de contacto con el suelo, pudiendo ser utilizado para mejorar su estabilidad al vuelco y para superar obstáculos.…”

Efecto de la Suspensión en el Seguimiento de Trayectorias en Robots Moviéndose Sobre Terrenos duros con Diferente Rugosidad

“…Para ello se utilizará como caso de estudio al robot Lázaro (Figura 1) [26], el cual es un robot de ruedas Skid Steer con un peso de 255.1 N. Los robots Skid Steer poseen un sistema de locomoción con dos grados de libertad al igual que los robots diferenciales, pero se diferencian de estos últimos puesto que en cada lado del robot existen múltiples puntos de contacto con el suelo (todos traccionados a una misma velocidad) que generan una superficie de contacto extendida, mejorando la robustez mecánica y la estabilidad del robot a expensas de un mayor deslizamiento y pérdidas de energía debido a la fricción [27]. En el caso específico del robot Lázaro, este posee un sistema de suspensión pasiva en cada rueda, compuesto por una dupla resorte-amortiguador y un eslabón de aluminio acoplado al chasis a través de una articulación rotacional (Figura 2).…”