Diseño, implementación y control de un vehículo holonómico de seis ruedas con suspensión tipo rocker-boogie

Abstract

[ES] El trabajo se basa en la creación de un vehículo similar al empleado por la NASA para recoger muestras en Marte. El trabajo viene a ser una continuación del titulado "Diseño, implementación y control remoto de un modelo a escala del rover Perseverance" que aunque se desarrollo en el curso 21/22 se presenta en el 22-23. En esta versión, el vehículo puede desplazarse longitudinal como lateralmente, así como girar sobre su eje vertical, lo que lo convierte en un vehículo holonómico de tres grados de libertad. Además, esta versión de vehículo es de mayor tamaño, bastante mas robusto y con motores de mayor potencia que la versión anterior. El vehículo está diseñado mecánicamente para sortear obstáculos tanto frontal como lateralmente. El diseño y ensamblaje se crearán en Solidworks y después se desarrollará un modelo de simulación en Simscape Multibody para verificar el correcto funcionamiento y diseñar los bucles de control de los motores. Por último, se imprimirán algunos de los componentes y se comprarán los restantes, se ensamblará el vehículo que se controlará mediante Arduino. El objetivo es poder manejarlo en tiempo real, utilizando algún tipo de control manual.

[EN] The project is based on the creation of a vehicle similar to the one used by NASA to collect samples on Mars. It comes to be a continuation of the titled "Design, implementation and remote control of a scale model of the Perseverance rover" which, although it was developed in the 21/22 academic year, will be presented on 22-23. In this version, the vehicle can move longitudinally and laterally, as well as rotate on its vertical axis, which makes it a holonomic vehicle with three degrees of freedom. In addition, this version of the vehicle is larger, much more robust and with more powerful engines than the previous version. The vehicle is mechanically designed to avoid obstacles both frontally and laterally. The design and assembly will be created in Solidworks and then a simulation model will be developed in Simscape Multibody to verify correct operation and design the motor control loops. Finally, some of the components will be printed and the rest will be purchased, the vehicle will be assembled and controlled by Arduino. The goal is to be able to handle it in real time, using some kind of manual control.

[CA] El present projecte es basa en el desenvolupament i la implementació d'un vehicle similar al Rover Curiosity emprat per la NASA per a recollir mostres en Mart. Aquest vehicle està dissenyat mecànicament per a superar obstacles tant frontal com lateralment, podent fer-ho fins i tot en aquelles ocasions en les quals algunes de les seues rodes no estiguen en contacte amb el sòl, per la qual cosa és òptim per a l'exploració en terrenys irregulars. El disseny s'obtindrà en format STL i posteriorment serà tractat en Solidworks per a ser compatible amb la simulació. Després, es realitzarà aquesta simulació en Simscape Multibody, assemblant el conjunt i tractant de recrear les condicions més realistes, per a verificar el correcte funcionament i dissenyar els bucles de control dels motors. En aquesta fase es crearà un entorn amb obstacles i irregularitats que el vehicle haurà de superar amb solvència. En el pas següent, es fabricaran alguns components i es compraran els restants, s'assemblarà el vehicle manualment i es realitzarà tot el muntatge de la part elèctrica i electrònica. I, finalment, es programarà i implementarà la comunicació Bluetooth i el control de velocitat, tot mitjançant un Arduino, per a poder manejar-ho en temps real amb una gamepad.