Simultaneous control of trajectory tracking and coordinated allocation of rocker-bogie planetary rovers

Chao, Chen; Shu, Minglei; Wang, Yinglong; Ding, Liang; Gao, Haibo; Liu, Hui; Zhou, Shuwang

doi:10.1016/j.ymssp.2020.107312

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“…Los datos obtenidos muestran que el prototipo 1, al tener un chasis más cercano al suelo en comparación con otros prototipos que están diseñados con una altura superior centrados en superar escaleras (Kim et al, 2012), mantiene una gran estabilidad y mejor eficiencia al momento de aumentar la velocidad. Algunos estudios están enfocados en el control y seguimiento del prototipo en terrenos blandos, mientras que el presente estudio se caracteriza por diseñar una superficie irregular, observando que el conjunto del prototipo adquiere mayor movilidad y agilidad al sortear obstáculos de diferente nivel (Chen et al, 2021). La altura de los obstáculos que permite cruzar el prototipo está dentro de 1.5 a 2.7 veces la altura de sus ruedas, esta varía de acuerdo al centro de masa del Rover.…”

Section: Discussionunclassified

Diseño de un prototipo de robot con geometría Rocker-Bogie

Montaleza¹,

Mayorga²,

Gallegos³

et al. 2022

Enfoque UTE

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En la presente investigación se diseña y valida una geometría de suspensión tipo Rocker-Bogie basados en el análisis de grados de libertad para su futura implementación dentro del sector de la industria de exploración espacial. Ello tiene como finalidad principal la recolección, transporte de basura y desperdicios a sectores estratégicos dentro de las instalaciones, sorteando obstáculos de diferente nivel, aunque también podría aplicarse en el área industrial, agrícola y minera, en las que se requiera un sistema robusto y estable. Se parte estableciendo un factor de seguridad determinado a través de coeficientes que involucren seguridad y economía. Luego, se realiza el cálculo de las dimensiones y fuerzas a soportar por los elementos estructurales conocidos como Rocker y Bogie que son los encargados de transmitir el soporte al chasis, además de brindar soporte a las conexiones para los componentes de los ejes y motores para las ruedas. Del diseño y cálculo de estos elementos depende que el prototipo de robot sea capaz de movilizarse a través de campos irregulares sorteando obstáculos como: anomalías en la superficie, baches, rocas y bordillos. Para la validación del diseño del prototipo se realiza un análisis estático de los elementos estructurales (Rocker y Bogie) por medio del parámetro de Von Misses, obteniendo un nivel de seguridad elevado antes de la ruptura. Posteriormente, se ejecuta la simulación del prototipo en base a una pista creada en el software analizando parámetros de velocidad, aceleración y desplazamientos en los ejes X y Y. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos de la simulación basándose, principalmente, en altura y longitud máxima entre eje frontal y posterior, siendo crucial el ángulo máximo de inclinación permisible.

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Section: Discussionunclassified

Diseño de un prototipo de robot con geometría Rocker-Bogie

Montaleza¹,

Mayorga²,

Gallegos³

et al. 2022

Enfoque UTE

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“…The main challenge in planetary exploration is autonomous navigation, as low-bandwidth, high-latency communication channels with Earth [3] makes teleoperation control a very difficult task. Works such as those by Chen et al [4] and Parsons IV and Mazzoleni [5] used control algorithms based on kinematic or dynamic modelling.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simplified Strategy for Trajectory Tracking Application of a Passive Suspension Rover-Type Mobile Robot

Diaz-Ortega,

Gutiérrez-Frías,

Aguirre-Anaya

et al. 2024

Machines

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In the present work, based on an approximate modelling of a rover-type robot and a proportional control law, a simplified trajectory tracking strategy for a passive suspension rover-type mobile robot was developed. This strategy achieves trajectory tracking and the autonomous displacement of a rover, of which its configuration involves complex kinematics and dynamics. All these lineaments reduce the complexity of the analysis, the number of electronic components to implement, the computational requirements and the energy consumption. The robotic system used is based on the Shrimp rover, which is a robot with a passive suspension that is capable of carrying out displacements over rough terrain. The tests were performed using numerical simulations with different desired trajectories, and also using experimental tests using a passive suspension rover-type mobile robot.

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“…Second, having wheels that drive independently can lead to an uneven speed distribution, resulting in the occurrence of wheel slip [28]. For wheeled-legged rovers, the pose of the body, the wheel-soil contact force, and the height of the gravitational center can all be adjusted by coordinating the motion of the hip and knee joints when the wheeled-legged robot moves over rough terrain [29]. Both the motion of the hip and knee joints affect the motion characteristics of the wheel, resulting in slippage.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Model Predictive Control of a Novel Wheeled–Legged Planetary Rover for Trajectory Tracking

Sun

Yang

et al. 2022

Sensors

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Amid increasing demands for planetary exploration, wide-range autonomous exploration is still a great challenge for existing planetary rovers, which calls for new planetary rovers with novel locomotive mechanisms and corresponding control strategies. This paper proposes a novel wheeled–legged mechanism for the design of planetary rovers. The leg suspension utilizes a rigid–flexible coupling mechanism with a hybrid serial–parallel topology. First, the kinematic model is derived. Then, a control strategy for the wheeled–legged rover that includes a trajectory tracking module based on the model predictive control, the steering strategy, and the wheel speed allocation algorithm is proposed. After that, three groups of cosimulations with different trajectories and speeds, and experiments are carried out. Results of both the simulations and experiments validate the proposed control method.

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Simultaneous control of trajectory tracking and coordinated allocation of rocker-bogie planetary rovers

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Diseño de un prototipo de robot con geometría Rocker-Bogie

Diseño de un prototipo de robot con geometría Rocker-Bogie

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