Control adaptativo de un manipulador paralelo ligero de tres grados de libertad

Abstract

La interacción física segura entre robots y el entorno es un problema que ha persistido durante décadas en el campo de la robótica, ya que las colisiones pueden ser dañinas, especialmente en entornos donde robots y personas trabajan simultáneamente. En este proyecto, se implementa un control de admitancia en el efector final de un manipulador delta de tres grados de libertad para mejorar estas interacciones. Este control responde a fuerzas externas medidas por un sensor de fuerzas de tres grados de libertad, colocado en el efector final, el cual se diseña, fabrica y calibra durante el desarrollo del proyecto. La calibración se realiza empleando un manipulador industrial, comparando las lecturas de ambos sensores para garantizar la precisión del sensor diseñado. Todos los elementos del sistema, incluyendo el sensor, el control de admitancia, los actuadores y el resto del firmware del manipulador, se comunican mediante nodos y topics en ROS. El control desarrollado se valida a través de simulaciones en un modelo de admitancia de un grado de libertad en Simulink, lo que permite comparar el comportamiento del modelo teórico con el controlador de admitancia diseñado. Posteriormente, se llevan a cabo experimentos reales para probar la respuesta del controlador a fuerzas externas aplicadas en los tres ejes, medidas por el sensor. Además, se analiza el efecto de variar la admitancia en el eje z, confirmándose así la capacidad del controlador para ajustar parámetros de forma online, sin necesidad de reiniciar el sistema.