Control de robots bípedos con accionamientos no lineales

Resumen

Esta Tesis Doctoral se enmarca en el área de la robótica bípeda y más concretamente en el diseño y control de robot bípedos con accionamientos no lineales. Un primer objetivo de esta Tesis es el estudio teórico y la evaluación experimental de las prestaciones que brindan los accionamientos no lineales como una alternativa a los accionamientos motor-reductor clásicos para la locomoción de robots bípedos cuasi-estáticos. Para cumplir con este primer objetivo, y tras realizar una rigurosa revisión bibiliográfica, se ha diseñado una nueva clase de accionamiento (SMART), caracterizado por ofrecer una relación de transmisión no lineal, proponiendose su utilización para la actuación de determinados grados de libertad en robots bípedos con la finalidad de mejorar el rendimiento durante la ejecución de los ciclos de locomoción. Además, se presenta un análisis comparativo entre un accionamiento clásico y esta nueva clase de accionamiento, demostrándose de forma clara las ventajas de este último. Un sengundo gran objetivo de esta Tesis es contribuir al control de la postura en robots bípedos. En la Tesis se aborda el problema de la estabilidad de la postura de un robot bípedo, tanto en la posición angular de las articulaciones, como en el agarre existente entre el pie o los pies de apoyo del robot con el suelo durante la locomoción. Para ello se utilizan modelos basados en el ZMP (punto de momento de par cero) que permiten establecer la relación existente entre las posiciones, velocidades y aceleraciones de las articulaciones del robot con el margen de estabilidad de la unión de las superficies en contacto del pie o los pies de apoyo del robot con el suelo. En consecuencia con el modelo dinámico encontrado, con la incertidumbre asociada al mismo y teniendo en cuenta la presencia de modos vibratorios no modelados propios de la estructura del robot, se propone y se justifica la utilización de una arquitectura de cont