Montaje, puesta en marcha y control de trayectorias de un robot móvil para entornos agrícolas

Abstract

[ES] En el presente trabajo se documenta el montaje, control y puesta en marcha de un robot móvil para uso en entornos agrícolas. El robot consiste en un modelo a escala 1:5 del famoso vehículo Curiosity, el rover encargado de la misión Mars Science Laboratory (abreviada MSL). En este caso, en lugar de explorar Marte y recoger muestras de suelo para su posterior análisis, el objetivo del proyecto es proporcionar un vehículo capaz de recorrer una trayectoria predeterminada en un terreno accidentado y con obstáculos presentes como lo es un entorno agrícola, y así servir de base móvil para futuros proyectos. Para ello se ha construido un prototipo desde cero, con componentes económicos y ligeros, mientras que algunas piezas, como las uniones entre barras y elementos, se han impreso en 3D para facilitar el montaje. Concretamente, el robot cuenta con seis ruedas impulsadas mediante motores DC, cuatro de ellas directrices gracias a servos de posicionamiento. Todo ello está integrado y unido al cuerpo principal mediante un mecanismo conocido como rocker-bogie, que proporciona la estabilidad y suspensión al conjunto. El control para el seguimiento de trayectorias se ha realizado mediante una placa Arduino Due, que se encarga tanto del control de todos los componentes como del cálculo de la ruta a seguir. Finalmente, se han realizado una serie de pruebas en un entorno agrícola real, con el objetivo de comprobar realmente la funcionalidad del prototipo frente a un terreno accidentado y con multitud de obstáculos presentes.

[EN] This work documents the assembly, control, and commissioning of a mobile robot designed for use in agricultural environments. The robot consists in a 1:5 scale model of the famous Curiosity rover, also known as the Mars Science Laboratory (MSL) rover. In this case, instead of exploring Mars and collecting soil samples for further analysis, the goal of this project is to create a vehicle capable of traveling on a predetermined path through rough terrain and obstacles typical of an agricultural environment, also serving as a mobile base for future projects. To achieve this, a prototype has been built from scratch using economical and lightweight components while some parts, such as the joints between bars and elements, have been 3D-printed to facilitate assembly. Specifically, the robot has six wheels driven by DC motors, with four steering wheels guided by positioning servos. These are integrated into the main body through a mechanism known as "rocker-bogie," which provides stability and suspension to the whole. Control of the path tracking is managed by an Arduino Due, which handles both the control of all components and the calculation of the route to follow. Finally, a series of tests were conducted in a real agricultural environment to evaluate the functionality of the prototype against rough terrain and numerous obstacles.