Robot móvil tipo rover remotamente operado con suspensión activa para exploración de terrenos agrestes

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se muestra el diseño e implementación de un robot móvil tipo rover remotamente operado con suspensión activa para la exploración de terrenos agrestes, el cual permite compensar de forma automática un ángulo de inclinación longitudinal de hasta +/-11.3° y un ángulo de inclinación transversal de hasta +/-17.1° para mantener el chasis horizontal, lo que permite incrementar la estabilidad del robot al momento de superar obstáculos o pendientes. Se exponen los conceptos relacionados con los rover y las partes que los conforman, así como algunos ejemplos de éstos; se hace una comparación entre trabajos existentes de robots móviles para exploración de terrenos agrestes y el prototipo desarrollado, donde se resaltan las diferencias existentes entre ellos y se mencionan los retos que se afrontarán en la construcción del prototipo. Para el diseño e implementación del sistema, se empleó la metodología mecatrónica VDI 2206, que permite un diseño modular enfocado en las funciones a desarrollar por el prototipo. Este diseño modular evita que existan redundancias en el sistema para obtener una calidad mayor en el producto final. Siguiendo los pasos de la metodología empleada, los módulos desarrollados se fueron verificando y validando por medio de cálculos y simulaciones, lo que permitió hacer las modificaciones pertinentes donde se fueron encontrando errores hasta obtener el resultado esperado. Finalmente, los módulos fueron integrados para obtener el sistema mecatrónico completo, el cual fue validado con una simulación y mediante pruebas en campo donde se observa una mejora en la estabilidad cuando el robot supera un obstáculo tipo escalón y pendientes al usar la suspensión activa con respecto al mismo sistema empleando una suspensión pasiva. ABSTRACT: In the current document it is presented the design and implementation of a mobile rover-type robot remotely operated with active suspension for exploring rough terrain, which allows to automatically compensate a longitudinal tilt angle of up to +/-11.3° and a transverse tilt angle of up to +/-17.1° to keep the chasis horizontal, which increases the stability of the robot when overcoming obstacles or slopes. The concepts related with rovers and the parts that compose them are exposed, as well as some examples of them; a comparison is made between the existing mobile robots for exploring wild land and the developed prototype, where the main differences between them are highlighted and the challenges to face while developing the prototype are mentioned. For the system design and implementation, the VDI 2206 mechatronic methodology was used, which allows a modular design focused on the functions to be developed by the prototype. This modular design avoids redundancies in the system to obtain a higher quality in the final product. Following the steps of the methodology, the developed modules were verified and validated by means of calculations and simulations, which allowed making the pertinent modifications where error were found, until obtaining the expected result. Finally, the modules were integrated to obtain the complete mechatronic system, which was validated with a simulation and with field tests where an improvement in stability is observed when the robot overcomes a step-type obstacle and slopes when using active suspension compared to the same system using a passive suspension.