Robot con tracción diferencial

Existen varios diseños de ruedas para elegir cuando se quiere construir una plataforma móvil sobre ruedas, diferencial, sincronizada, triciclo y de coche. Para el desarrollo de ésta práctica, se utilizará el diseño diferencial.

Este tipo de direccionamiento viene dado por la diferencia de velocidades de las ruedas laterales. La tracción se consigue también con estas mismas ruedas. Dos ruedas montadas en un único eje son independientemente propulsadas y controladas, proporcionando ambas, tracción y direccionamiento. La combinación del movimiento de las dos ruedas provoca el movimiento alrededor del CIR. Este sistema es muy útil si consideramos la habilidad del movimiento del móvil, presentando la posibilidad de cambiar su orientación sin movimientos de traslación. Las variables de control de este sistema son las velocidades angulares de las ruedas izquierda y derecha.

Los diferentes modelos cinemáticos existentes proporcionan trayectorias perfectamente definidas, y con ello obtenemos el posicionamiento deseado.

Figura 8: Ejemplo de un robot diferencial (movimiento con 2 ruedas y una de apoyo).
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Tanto desde el punto de vista de la programación como de la construcción, el diseño diferencial es uno de los menos complicados sistemas de locomoción. El robot puede ir recto, girar sobre sí mismo y trazar curvas. Un problema importante es cómo resolver el equilibrio del robot, hay que buscarle un apoyo adicional a las dos ruedas ya existentes, esto se consigue mediante una o dos ruedas de apoyo añadidas en un diseño triangular o romboidal. El diseño triangular puede no ser suficiente dependiendo de la distribución de pesos del robot, y el romboidal puede provocar inadaptación al terreno si éste es irregular, lo que puede exigir alguna clase de suspensión.

Otra consideración a hacer en este diseño es cómo conseguir que el robot se mueva recto, para que el robot se mueva en línea recta sus ruedas tienen que girar a la misma velocidad.

Cuando los motores encuentran diferentes resistencias (una rueda sobre moqueta y la otra sobre terraza) las velocidades de los motores varían y el robot girará incluso aún cuando se le haya ajustado inicialmente para que vaya recto. Esto quiere decir que la velocidad debe ser controlada dinámicamente, es decir, debe existir un medio de monitorizar y cambiar la velocidad del motor mientras el robot avanza. De esta manera la simplicidad del diseño queda minimizada por la complejidad del sistema de control de la velocidad.

Figura 9: Diagrama de velocidades de configuración diferencial.
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Éste modelo se utilizará para el desarrollo del proyecto.
mario 2011-01-07