Efecto de la suspensión en la estabilidad al vuelco y direccionamiento de robots moviéndose sobre discontinuidades de terreno

Abstract

[ES] En este artículo se estudia el efecto que produce el sistema de suspensión sobre la estabilidad al vuelco y la capacidad de direccionamiento en un robot móvil Skid Steer, cuando este se enfrenta a distintas discontinuidades del terreno: descenso (frontal y lateral) y ascenso sobre escalones, además del desplazamiento sobre zanjas. Específicamente, se estudió el instante cuando se generan cargas de impacto producto del movimiento del robot sobre la irregularidad del terreno. En cada caso se hizo un análisis correlacional del efecto sobre la estabilidad al vuelco y el direccionamiento (cuantificadas con métricas fundamentadas en las fuerzas de reacción de las ruedas con el suelo), al variar cuatro parámetros que definen el sistema de suspensión: constante de rigidez en los resortes, constante de amortiguamiento en los amortiguadores y las constantes de rigidez y amortiguamiento en las ruedas. Por último se estimó para cada caso, qué magnitudes deberían adquirir estos parámetros para garantizar una mejor estabilidad y direccionamiento del robot.

[EN] This article studies the effect produced by the suspension system in tip-over stability and steerability of a Skid Steer mobile robot, when it faces different terrain discontinuities: descent (front and side) and ascent on steps, plus displacement over ditches. Specifically, the moment was studied when impact loads producted by the robot's movement on the irregularity of the terrain are generated. In each case, a correlational analysis was made about the effect in tip-over stability and steerability (quantified with metrics based on the reaction forces of the wheels with the ground), by varying four parameters that define the suspension system: stiffness constant in the springs, damping constant in the dampers and the stiffness and damping constants in the wheels. Finally, it was estimated for each case, what magnitudes these parameters should acquire to ensure better stability and steerability of robot.