Payload analysis and control of manipulators for human interactive environments (2014)
Esta tesis doctoral presenta los resultados de simulaciones numéricas y algunos análisis experimentales de tres aspectos principales: el modelamiento dinámico de manipuladores de múltiples grados de libertad (GdL) (n 2 GdL), el cálculo de la capacidad dinámica de carga asociada al manejo de dicha carga, y el análisis y diseño de controladores no lineales incluyendo el Control Adaptativo por Desfalsificación (CAD). Se desarrollaron análisis de dos (2) casos de estudio: el SCORBOT ER V PLUS fabricado por Intelitech Corp. de 5 grados de libertad y el manipulador redundante de 7 grados de libertad conocido como el Whole Arm Manipulator (WAM) fabricado por Barrett Technology Inc. y que cuenta con características de seguridad intrínseca, manipulación inversa y docilidad, y es aplicable en la interacción humano-robot (IHR). Inicialmente, se calculó y validó el modelado dinámico de los casos de estudio. Los modelos dinámicos inverso y directo del SCORBOT ER V PLUS fueron validados numéricamente. Luego, una validación experimental para el WAM presenta una comparación entre los datos numéricos y experimentales, identificando la necesidad de un mejor modelo de la fricción seca. Después, se propuso y evaluó una metodología para el cálculo de la capacidad dinámica de carga en el espacio de trabajo completo de manipuladores para diferentes tipos de controladores. Luego, para el análisis del Control Adaptativo por Desfalsificación con factor de olvido para manipuladores de múltiples grados de libertad, se realizó una comparación con un controlador adaptativo tradicional basado en el modelo y se aplicó al modelo del manipulador SCORBOR ER V PLUS. Finalmente, la técnica de Control por Desfalsificación fue exitosamente aplicada al modelo del WAM. En conclusión, este trabajo puede contribuir al uso de técnicas de control no lineal avanzado y manejo de carga para manipuladores redundantes con manipulación inversa, aplicables en ambientes de interacción con humanos