Control de robots bípedos con accionamientos no lineales

摘要

Esta Tesis Doctoral se enmarca en el area de la robotica bipeda y mas concretamente en el diseno y control de robot bipedos con accionamientos no lineales. Un primer objetivo de esta Tesis es el estudio teorico y la evaluacion experimental de las prestaciones que brindan los accionamientos no lineales como una alternativa a los accionamientos motor-reductor clasicos para la locomocion de robots bipedos cuasi-estaticos. Para cumplir con este primer objetivo, y tras realizar una rigurosa revision bibiliografica, se ha disenado una nueva clase de accionamiento (SMART), caracterizado por ofrecer una relacion de transmision no lineal, proponiendose su utilizacion para la actuacion de determinados grados de libertad en robots bipedos con la finalidad de mejorar el rendimiento durante la ejecucion de los ciclos de locomocion. Ademas, se presenta un analisis comparativo entre un accionamiento clasico y esta nueva clase de accionamiento, demostrandose de forma clara las ventajas de este ultimo. Un sengundo gran objetivo de esta Tesis es contribuir al control de la postura en robots bipedos. En la Tesis se aborda el problema de la estabilidad de la postura de un robot bipedo, tanto en la posicion angular de las articulaciones, como en el agarre existente entre el pie o los pies de apoyo del robot con el suelo durante la locomocion. Para ello se utilizan modelos basados en el ZMP (punto de momento de par cero) que permiten establecer la relacion existente entre las posiciones, velocidades y aceleraciones de las articulaciones del robot con el margen de estabilidad de la union de las superficies en contacto del pie o los pies de apoyo del robot con el suelo. En consecuencia con el modelo dinamico encontrado, con la incertidumbre asociada al mismo y teniendo en cuenta la presencia de modos vibratorios no modelados propios de la estructura del robot, se propone y se justifica la utilizacion de una arquitectura de cont