Determinación de parámetros de un robot móvil de lego mindstorms®

Parameters determination of mobile robot of LEGO MINDSTORMS®

Presenta el estudio y la aplicación de técnicas de identificación de sistemas y el desarrollo de experimentos para determinar los parámetros y características geométricas de un robot móvil de configuración diferencial construido con piezas del kit de robótica LEGO MINDSTORMS®, como ejemplo para la determinación de los parámetros requeridos en cualquier plataforma robótica móvil de configuración diferencial.

1. INTRODUCCIÓN

A través de modelos geométricos, cinemáticos y dinámicos es posible simular el comportamiento de un robot y diseñar controladores para él. Con el modelo geométrico se relacionan los valores de las variables asociadas a las articulaciones del robot y su situación (posición y orientación) en un sistema de referencia solidario, que se define teniendo en cuenta la tarea por desarrollar (Ollero, 2001). Los modelos cinemáticos y dinámicos se basan en el empleo de las transformaciones entre sistemas de referencia; una vez obtenidos es posible abordar un problema de control en ellos, que consistirá en el seguimiento de caminos preplanificados o “seguimiento de trayectorias” con objetivos fijados y restricciones físicas impuestas a los actuadores para la calidad de la trayectoria (precisión, suavidad, etc.).

Todas las ecuaciones de los modelos relacionan variables de análisis, por ejemplo, voltajes aplicados a los motores, velocidades angulares y lineales, torques de carga, posición del robot, entre otras; y algunos parámetros como radio de ruedas, momentos de inercia, resistencia e inductancia de motores, etc. A continuación se presenta un ejemplo en el que se emplean técnicas de identificación de sistemas ISIS (Bermeo, 2007; López, 2007) y algunos experimentos para determinar los parámetros y características geométricas de un robot móvil de configuración diferencial construido con piezas del kit de robótica LEGO MINDSTOMSTME® (LEGO®, 2007).

Este artículo se presenta como resultado explorativo del estudio y modelado de las Plataformas Robóticas Móviles dentro de las actividades realizadas como Joven Investigadora 2007 Colciencias en el Grupo de Investigación en Robótica Móvil, ROMA, de la Universidad Distrital, el Grupo de Investigación GIRA-UPTC y el proyecto Diseño e Implementación de un Robot Móvil Pedagógico para la Enseñanza de Conceptos Básicos en el Nivel Preescolar de Algunas Instituciones Educativas de Boyacá, código SGL 361.

2. DESCRIPCIÓN DEL MODELO TRIBOT-SP

El robot “Tribot” es una plataforma robótica móvil de configuración diferencial; se presenta como uno de los ejemplos de construcción que aparece en la herramienta de programación LEGO MINDSTOMSTM NXT® suministrada dentro del kit de robótica de LEGO MINDSTOMSTM® (LEGO®, 2007).