Optimización de la Energía Consumida por las Extremidades de un Robot Caminante

Abstract

Resumen: Se presenta un método de optimización multi-objetivo, aplicado al funcionamiento de las cadenas cinemáticas abiertas, analizando el caso del movimiento de una extremidad de un robot caminante electro-hidráulico. Para demostrar la efectividad del método propuesto, se aplica en dos casos de estudio. El primer caso muestra el movimiento de la extremidad sin obstáculos en su espacio de trabajo, y en el segundo se incluye la evasión de un obstáculo. Se usan como criterios de optimización, la minimización del desplazamiento angular de los eslabones con mayor consumo de energía y la minimización del valor absoluto máximo de la aceleración angular de los eslabones. En ambos casos se determinó una trayectoria que disminuye el consumo de energía en más de un 25% respecto de otros métodos planteados en la literatura, a la vez que se mejora el comportamiento dinámico del sistema evitando variaciones en la velocidad y la aceleración durante la fase de trasferencia, además de aumentar la precisión y exactitud de la posición del pie. Abstract: It presents a method of multi-objective optimization, applied to energy consumption of open kinematic chains, analyzing the case of the movement of an extremity of a walking electro- hydraulic robot. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, it is applied in two cases of displacement. The first case shows the movement of the extremity without obstacles in its workspace and the second includes the evasion of an obstacle. The minimization of angular displacement of the links with higher energy consumption and the minimization of the maximum absolute value of the angular acceleration of the links are used as optimization criteria. In both cases a trajectory that reduces energy consumption by more than 25% over the other methods proposed in the literature, at the same time the dynamic behavior of the system by avoiding variations in the speed and the acceleration is improved during the phase of transference, besides increasing the precision and accuracy of the foot position. Palabras clave: Planificación y seguimiento de trayectorias, robots móviles y vehículos autónomos inteligentes, cinemática de robots, dinámica de robots, control de fuerzas., Keywords: Planning and trajectory tracking, mobile robots and intelligent autonomous vehicles, kinematics of robots, dynamics of robots, control of forces.