Dinámica y control para la locomoción estable de robots con patas en entornos subacuáticos

• Autores: Gerardo Alejandro Portilla Tuesta
• Directores de la Tesis: Roque Saltarén (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2020
• Idioma: español
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  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • La robótica subacuática ha ido evolucionando en los últimos años con el objetivo de explorar los incontables recursos, mineros, orgánicos y de exploración que posee el océano y que pueden ofrecer desde alternativas energéticas hasta aportaciones en medicina. En concreto, los últimos robots con patas submarinos nacieron con el fin de lograr una mayor estabilidad en el fondo acuático, pero los desarrollos más recientes se han limitado a una locomoción estática. Por ello, la presente tesis se propone contribuir en el desarrollo de la locomoción de robots con patas subacuáticos hacia el avance del caminado dinámico. Para esto se construyó un robot bípedo planar subacuático de actuación hidráulica junto a un sensor mecánico para medir la velocidad del fluido relativa al robot. Se determinaron la cinemática inversa y la dinámica que describe al robot, y se corroboraron los modelos mediante simulaciones computacionales. Además, se propusieron tres estrategias de control para una locomoción estable y dinámica. La primera se basa en un nuevo modelo, que es el punto de momento cero subacuático que mediante un control predictivo permite generar la trayectoria del centro de masa con las aceleraciones correctas para que el caminado sea estable y compense los momentos generados por las fuerzas dinámicas del robot. La segunda estrategia de control propuesta es la de control de posición con compensación dinámica, que permite controlar los actuadores a pesar de los cambios de carga dinámica que existen en el proceso de caminado. El tercer modelo se basa en un modelo que llamamos punto de momento cero subacuático auxiliar y que permite al robot recuperar el balance cuando se genera una perturbación externa del fluido, haciendo que el robot reaccione y busque una posición estable. Finalmente, para comprobar la teoría propuesta, el robot bípedo planar fue experimentado en una piscina de 4.5 metros de profundidad, obteniendo un caminado estable y logrando que el robot reaccione ante perturbaciones externas del fluido, retroceda y recupere el balance.