Diseño, implementación y control de un prototipo de BallBot

Abstract

[ES] En este Trabajo Fin de Máster se va a diseñar y construir un prototipo de Ballbot (también llamado Ball Robot o en español, aunque menos utilizado, Robot bola). Se trata de un robot que está en constante equilibrio sobre una bola, y por tanto a diferencia de la mayoría de robots es capaz de moverse en cualquier dirección inmediatamente desde su posición de reposo sin tener que girar sobre sí mismo. El principio de funcionamiento del robot es muy parecido al de un péndulo invertido, aunque con la dificultad añadida de que puede caer hacia cualquier dirección. Para mantenerse en pie y desplazarse, el robot utiliza tres ruedas omnidireccionales accionadas por sus correspondientes motores, que serán controlados mediante un microcontrolador. Dos acelerómetros, uno para el eje X y otro para el eje Y, serán los que proporcionarán los ángulos de inclinación del robot. El trabajo se divide en dos partes principales; primero se realizará una etapa de simulación, en la que se utilizará la librería Simscape Multibody de Matlab\Simulink para desarrollar un modelo de simulación del robot, con control manual y también un control automático de trayectoria. La segunda etapa consiste en la implementación real del robot y la realización de pruebas de funcionamiento, para lo que se empleará Arduino como elemento de control