Modelado, simulación y control de movimiento de robots paralelos trepadores

Resumen

Esta tesis se ha dedicado al estudio, modelado, simulación y control de movimiento de robots paralelos de 6-GDL, utilizados como robots trepadores. Para llevar a cabo la idea de usar la plataforma de Stewart como robot móvil, se han desarrollado herramientas computacionales basadas en la dinámica multicuerpo. Estas herramientas conforman el marco básico para el análisis cinemático y dinámico de esta nueva aplicación robótica. Y su vez, han permitido la investigación y el desarrollo de algoritmos de control cinemático de forma que el robot sea capaz de trepar, basándose en información sensorial, por estructuras cilíndricas alargadas que describen trayectorias espaciales desconocidas. El complejo problema de las múltiples soluciones de la cinemática directa se ha resuelto mediante métodos numéricos, consiguiéndose una única solución, condición necesaria para la planificación de trayectorias y el control de movimiento en tiempo real. El modelado dinámico de los robots paralelos, inclyendo la dinámica del sistema de actuación, ha sido esencial para la simulación, análisis e investigación en el control de robots paralelos con actuación neumática. Como caso práctico de simulación se ha sintonizado un regulador PID convencional y se ha analizado el seguimiento del robot para una trayectoria dada por el algoritmo de planificación. Los resultados de esta tesis han contribuido al desarrollo de un prototipo de robot paralelo trepador para su aplicación en el mantenimiento de palmeras (poda, fumigación, germinación). Las aportaciones se han reflejado en varias fases del desarrollo del prototipo. Particularmente, han sido relevantes las contribuciones realizadas durante el análisis cinemático y dinámico del robot en la fase de diseño. De la misma forma, el modelo computacional del sistema de control ha permitido contrastar las hipótesis teóricas, dinámicas y de control, con los resultados experimentales.