Modelado matemático de la posición del centro de masa de un robot de tracción diferencial. Un enfoque desde la mecánica Lagrangiana
El objetivo del artículo es desarrollar y validar un modelo matemático para determinar la posición y orientación del centro de masa de un robot móvil (Kit LEGO NXT 2.0) en función de las tensiones aplicadas a los servomotores de las ruedas, utilizando modelos cinemáticos y dinámicos del robot con en...
- Autores:
-
Cardona Guio, Juan Pablo
Leal Gómez, John Jairo
Ramírez Arias, José Luis
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Universidad Cooperativa de Colombia
- Repositorio:
- Repositorio UCC
- Idioma:
- OAI Identifier:
- oai:repository.ucc.edu.co:20.500.12494/17431
- Acceso en línea:
- http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642018000600307
https://hdl.handle.net/20.500.12494/17431
- Palabra clave:
- Robot móvil diferencial
Modelado matemático
Centro de masa
Dinámica
Mecánica Lagrangiana
Differential mobile robot
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Center of mass
Dynamics
Lagrangian Mechanics
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El objetivo del artículo es desarrollar y validar un modelo matemático para determinar la posición y orientación del centro de masa de un robot móvil (Kit LEGO NXT 2.0) en función de las tensiones aplicadas a los servomotores de las ruedas, utilizando modelos cinemáticos y dinámicos del robot con enfoque desde la mecánica Lagrangiana. Los resultados obtenidos en el experimento fueron procesados utilizando el software Tracker, y se compararon estadísticamente mediante una prueba t-student con los resultados obtenidos al realizar la simulación del modelo en el Simulink de Matlab. Al comparar los valores se obtuvieron resultados satisfactorios, razón por la cual se puede concluir que el modelo establecido da cuenta adecuada del comportamiento del centro de masa del robot. |
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Cardona Guio, Juan PabloLeal Gómez, John JairoRamírez Arias, José LuisVol. 29, No 62020-04-20T21:16:53Z2020-04-20T21:16:53Z2018-1207180764http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642018000600307https://hdl.handle.net/20.500.12494/17431Cardona, Juan P., Leal, John J., Ramirez, José L.. (2018). Modelado Matemático de la Posición del Centro de Masa de un Robot de Tracción Diferencial. Un Enfoque desde la Mecánica Lagrangiana. Información tecnológica, 29(6), 307-320. https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642018000600307El objetivo del artículo es desarrollar y validar un modelo matemático para determinar la posición y orientación del centro de masa de un robot móvil (Kit LEGO NXT 2.0) en función de las tensiones aplicadas a los servomotores de las ruedas, utilizando modelos cinemáticos y dinámicos del robot con enfoque desde la mecánica Lagrangiana. Los resultados obtenidos en el experimento fueron procesados utilizando el software Tracker, y se compararon estadísticamente mediante una prueba t-student con los resultados obtenidos al realizar la simulación del modelo en el Simulink de Matlab. Al comparar los valores se obtuvieron resultados satisfactorios, razón por la cual se puede concluir que el modelo establecido da cuenta adecuada del comportamiento del centro de masa del robot.The target of this paper is to develop and validate a mathematical model to determine the center of mass’ position and orientation of a mobile robot (NXT LEGO Kit 2.0). The model takes into account input voltage applied to wheel’s servomotors and is formulated using dynamic and kinematics of the robot with a Lagrangian mechanics approach. Experimental results are obtained using the so-called Tracker software. Subsequently, data is processed using a t-student test, comparing experimental data with simulation results, which are obtained executing the model in Matlab-Simulink. As a result, the mathematical model accurately describes the behavior of the robot’s center of mass.https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001258800http://scienti.colciencias.gov.co:8081/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=00009237700000-0001-5230-299Xhttps://scienti.minciencias.gov.co/gruplac/jsp/visualiza/visualizagr.jsp?nro=00000000005622juan.cardonag@campusucc.edu.cohttps://scholar.google.com/scholar?hl=es&as_sdt=0%2C5&q=juan+pablo+cardona+guio&btnG=307-320 p.Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Programa de Ingeniería Electrónica, Bogotá, Colombia.Ingeniería ElectrónicaBogotáhttps://scielo.conicyt.cl/pdf/infotec/v29n6/0718-0764-infotec-29-06-00307.pdfInformación TecnológicaAlexander, J. y Maddocks, J. On the Kinematics of Wheeled Mobile Robots, doi: 10.1177/027836498900800502, International Journal of Robotic Research - IJRR, 8, 15-27 (1989)Buratowski, T. y Giergiel, J. Dynamics Modeling and Identification of the Amigobot Robot, Mechanics and Mechanical Engineering, ISSN: 2354-0192, 14(1), 65-79 (2010)Campion, G., Bastin, G. y Dandrea-Novel, B. Structural Properties and Classification of Kinematic and Dynamic Models of Wheeled Mobile Robots, doi: 10.1109/ROBOT.1993.292023, IEEE transactions on robotics and automation, 12(1), 47-62 (1996)Chung, Y., Park, C. y Harashima, F. A Position Control Differential Drive Wheeled Mobile Robot, doi: 10.1109/41.937419, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 48(4), 853-863 (2001)Esmaeili, N., Alfi, A. y Khosravi, H. 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Modelling and Simulation of a Group of Mobile Robots, doi: 10.1016/j.simpat.2007.02.002, Simulation Modelling Practice and Theory, 15(6), 647-658 (2007)Mahler, B. y J. Haase, Mathematical Model and Control Strategy of a Two-Wheeled Self-Balancing Robot, IECON 2013- 39th Annual Conference of the IEEE In Industrial Electronics Society, 4198-4203, Vienna, Austria, 10-13 Noviembre (2013)Muir, P. y C. Neuman, Kinematic Modeling for Feedback Control of an Omnidirectional Wheeled Mobile Robot, Proceedings of the 1987 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1772-1778, Raleigh, NC, USA, 1 de Marzo (1987)Ortigoza, R.S., M. Marcelino-Aranda y otros cinco autores, Wheeled Mobile Robots: a review, doi: 10.1109/TLA.2012.6418124, IEEE Latin America Transactions, 10(6), 2209-2217 (2012)Salamanca, M.L. y G.R. Bermúdez, Determinación de Parámetros de un Robot Móvil de LEGO Mindstorms®, Ingeniería Investigación y Desarrollo, ISSN: 1900-771X, 5(2), 7-13 (2007)Salinas, S.A. y A.O. Vivas, Modelado, Simulación y Control del Robot para Cirugía Laparoscópica Lapbot, doi: 10.4067/S0718-33052009000300005, Ingeniare, Revista Chilena de Ingeniería, 17 (3), 317-328 (2009)Salem, F.A., Dynamic and kinematic Models and Control for Differential Drive Mobile Robots, International Journal of Current Engineering and Technology, ISSN: 2347-5161, 3(2), 253-263 (2013)Todd, D.J., Walking Machines: an introduction to legged robots, 1a Ed., Springer, USA (1985)Robot móvil diferencialModelado matemáticoCentro de masaDinámicaMecánica LagrangianaDifferential mobile robotMathematical modelingCenter of massDynamicsLagrangian MechanicsModelado matemático de la posición del centro de masa de un robot de tracción diferencial. Un enfoque desde la mecánica LagrangianaArtículohttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionAtribución – No comercialinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2PublicationORIGINAL2018_CardonaLealRamirez_modelado_matematico_robot..pdf2018_CardonaLealRamirez_modelado_matematico_robot..pdfArticuloapplication/pdf267416https://repository.ucc.edu.co/bitstreams/6c316b92-0060-432f-9392-a07dcb241a52/downloadf38083028e13e32875df1d3ffa26e496MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-84334https://repository.ucc.edu.co/bitstreams/e48b2b40-02c5-425b-8643-851bf7f525bf/download3bce4f7ab09dfc588f126e1e36e98a45MD52THUMBNAIL2018_CardonaLealRamirez_modelado_matematico_robot..pdf.jpg2018_CardonaLealRamirez_modelado_matematico_robot..pdf.jpgGenerated 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