Análisis de estabilidad de locomoción mediante el “Margen de Estabilidad Dinámica de Energía Normalizada” en un robot hexápodo escalador Romerin en superficies lisas.
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Date
2023-04
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
Jack Daivy Mendez Polo; Josmell Henry Alva Alcántara. Análisis de estabilidad de
locomoción mediante el “Margen de Estabilidad Dinámica de Energía
Normalizada” en un robot hexápodo escalador Romerin en superficies lisas. Trujillo,
2022, 198. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecatrónico, Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional de Trujillo.
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo, analizar la estabilidad de
locomoción de un robot hexápodo escalador ROMERIN, haciendo uso del criterio del
Margen de Estabilidad Dinámica de Energía Normalizada en una superficie plana lisa,
siendo una investigación aplicada. El diseño Cad del robot hexápodo fue desarrollado en
el software Solid Works y exportado en formato urdf, se hizo uso de este en el software
de simulación robótica Coppelia Sim. El modelo matemático de la cinemática directa e
inversa fue desarrollado empleando el método Denavit Hatenberg y el método geométrico
de manera respectiva; se desarrolló una planificación de trayectoria del tipo trípode
empleando polinomios de grado tres, y la dinámica mediante el algoritmo Newton-Euler,
ambos modelos matemáticos fueron implementadas en el software Python y evaluadas en
el modelo de simulación en Coppelia Sim, haciendo uso de una api remota, permitiendo
la comunicación entre ambos software.
Se analizó la estabilidad haciendo uso del Margen de Estabilidad Dinámica de Energía
Normalizada, determinando los parámetros que caracterizan la estabilidad, entre estos se
encontraron factores manipulables como la longitud de paso, la distancia máxima de
desplazamiento de la pierna en fase zancada hacia el exterior del cuerpo, la altura máxima
de desplazamiento de las piernas en fase zancada y la velocidad media de desplazamiento
del robot. Se implementó en el software Python el criterio de estabilidad antes
mencionado junto con los criterios de Margen de Estabilidad de Energía Normalizada, y
Margen de Estabilidad de Fuerza Ángulo bajo condiciones específicas, con la finalidad
de corroborar el correcto desarrollo del margen de estabilidad usado. Finalmente se
evaluó el Margen de Estabilidad Dinámica de Energía Normalizada del robot asignando
distintos valores a los factores manipulables, obteniendo aquellos valores que permitan
un desplazamiento más estable según el criterio propio establecido.
Description
Jack Daivy Mendez Polo; Josmell Henry Alva Alcántara. Stability analysis of
locomotion using “Normalized Dynamic Energy Stability Margin” for a hexapod
climbing robot Romerin on smooth surfaces. Trujillo, 2022, 198. Tesis para optar el
título de Ingeniero Mecatrónico, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de
Trujillo.
The aim in this research work is analyze the stability of locomotion for a hexapod
climbing robot Romerin, making use of the Normalized Dynamic Energy Stability
Margin criterion on a smooth flat surface, being applied research. The Cad design of the
hexapod robot was developed in Solid Works software and exported in urdf format; it
was used in the robotic simulation software Coppelia Sim. The mathematical model of
the direct and inverse kinematics was developed using the Denavit Hatenberg method and
the geometric method respectively; a tripod type trajectory planning was developed using
polynomials of three grade, and the dynamics using the Newton-Euler algorithm, both
mathematical models were implemented in Python software and evaluated in the
simulation model in Coppelia Sim, making use of a remote api, allowing communication
between the two software.
The stability was analyzed making use of the Normalized Dynamic Energy Stability
Margin, determining the parameters that characterize stability, among these were found
manipulable factors such as the step length, the maximum distance of displacement of the
leg in stride phase towards the outside of the body, the maximum height of displacement
of the legs in stride phase and the average speed of displacement of the robot. The stability
criterion was implemented in Python software along with the Normalized Energy
Stability Margin, and Angle Force Stability Margin criteria under specific conditions, to
corroborate the correct development of the stability margin used. Finally, the Normalized
Dynamic Energy Stability Margin of the robot was evaluated by assigning different
values to the manipulable factors, obtaining those values that allow a more stable
displacement according to the established criteria
Keywords
Estabilidad Dinámica de Energía Normalizada” en un robot hexápodo