Resumen

Este trabajo presenta un método novedoso para la planificación del movimiento de manipuladores aéreos de largo alcance que considera los efectos aerodinámicos generados por las superficies cercanas en el proceso de generación de trayectorias. El sistema de manipulación aérea consiste en un multirrotor equipado con un brazo robótico de largo alcance que permite la inspección multidireccional y además aumenta considerablemente la distancia de seguridad entre los rotores y los elementos inspeccionados. Dado que estos sistemas operan en la proximidad de elementos que pueden modificar significativamente el flujo de aire de los rotores, se requiere la inclusión de la conciencia aerodinámica dentro del proceso de planificación del movimiento para asegurar una robusta evitación de obstáculos. Para ello, se ha derivado una caracterización adecuada de los efectos aerodinámicos basada en consideraciones tanto teóricas como experimentales. Esta caracterización se tiene en cuenta en el proceso de generación de trayectorias para descartar estados cuyos fenómenos aerodinámicos asociados no son bien compensados por el controlador del sistema y para explorar alternativas que conduzcan a las trayectorias más eficientes dentro del área de operación segura. Además, el planificador de movimiento también destaca por otras tres características relevantes: la consideración conjunta del multirrotor y el brazo robótico de largo alcance, la generación de trayectorias eficientes en términos de consumo energético, y el conocimiento de la dinámica del fuerte acoplamiento entre la plataforma aérea y el brazo robótico. El planificador de movimiento resultante se ha probado con éxito en un entorno simulado que refleja fielmente un escenario de aplicación muy afectado por los efectos aerodinámicos: la inspección de puentes para encontrar posibles grietas en la superficie de los pilares.

• Materias:Motores (Mecánica) Vehículo espacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Engines Space vehicles Aeronautical Engineering
• Palabras claves:efectos aerodinámicos, trayectoria eficiente, planificador de movimiento, brazos de alcance, proceso de generación de trayectorias, sistema de manipulación aérea, superficie del pilar, evitación robusta de obstáculos, fenómeno aerodinámico asociado, proceso de planificación de movimiento
• Keywords:aerodynamic effects, efficient trajectory, motion planner, reach arms, trajectory generation process, aerial manipulation system, surface of pillar, robust obstacles avoidance, associated aerodynamic phenomenon, motion planning process