Revista Iberoamericana de Automática e Informática industrial

Control basado en linealización por realimentación de un convertidor CC-CC con puentes duales activos alimentando una carga de potencia constante

Mon, 23 Jan 2023 00:00:00 +0100

Este trabajo presenta una estrategia de control basada en la técnica de linealización por realimentación para regular la tensión a bornes de una carga de potencia constante alimentada por un Convertidor con Puentes Duales Activos (CPDA). Se propone utilizar un cambio de coordenadas no lineal correspondiente a la suma de las energías en los capacitores de puertos del CPDA para evitar que existan dinámicas internas que pueden inestabilizar al sistema. Se presentan resultados de simulación y experimentales que permiten validar la estrategia de control propuesta, a partir de los cuales se puede verificar una buena respuesta dinámica y en régimen permanente del sistema ante variaciones significativas en la potencia transferida. En forma adicional, mediante un análisis en el plano de fase se estudia la estabilidad del control para diferentes condiciones iniciales de las tensiones en los puertos del convertidor. A partir de los resultados de este análisis, se puede corroborar que para una determinada potencia a transferir, existe una tensión inicial mínima sobre la carga por encima de la cual el sistema es estable.

Rediseño basado en la experiencia clínica de un andador robótico para la rehabilitación de fractura de cadera

Tue, 24 Jan 2023 00:00:00 +0100

La fractura de cadera es una lesión frecuente en personas mayores de 65 años,estando asociada a una reducción en la esperanza de vida. Su rehabilitación se basa en la movilización gradual mediante terapia manual. Sin embargo, estos tratamientos no suelen ser integrales, constan de ejercicios repetitivos, resultan monótonos para el pacientey su seguimientoes principalmente cualitativo. SWalker es un andador robótico basado en un sistema de tracción y de soporte de peso, que integra sensores de marcha. Con una primera versión de este andador se llevó a cabo un estudio clínico que involucró 34 pacientes. A partir de esta experiencia se han extraído los requisitos de diseño que se consideran claves para el desarrollo de este tipo de dispositivos. Sobre la base de estos requisitos se ha construido una segunda versión del andador en la que se ha validado su usabilidad con 5 pacientes. Empleando la escala QUEST 2.0 se han comparado ambas versiones del andador, mostrando mejoras en la segunda versión en seguridad, adaptabilidad y usabilidad

Trayectorias de máxima rigidez de un robot redundante actuando como soporte en el mecanizado de paredes delgadas

Jokin Aginaga, Iván García-Cuesta, Xabier Iriarte, Aitor Plaza — Tue, 18 Apr 2023 00:00:00 +0200

La precisión de un robot está ligada a su rigidez. En comparación con la máquina herramienta tradicional, los robots industriales tienen un gran espacio de trabajo como ventaja, pero una rigidez reducida como desventaja. Además, la rigidez tiene una gran dependencia y variabilidad con la postura o configuración del robot. De ahí que resulte necesario un análisis de rigidez de los robots, que se evalúa mediante la matriz de rigidez. En este trabajo se presenta un análisis de rigidez de un robot serie. Ante la diversidad de índices representativos extraídos a partir de la matriz de rigidez, se ha propuesto el uso de un índice que tenga en cuenta la dirección de las cargas que soporta el robot y la dirección en que se desea que el robot aporte rigidez en la aplicación específica. Asimismo, se ha utilizado el índice de rigidez para llevar el robot a configuraciones que mejoren la rigidez, hecho que resulta posible en aplicaciones en las que el robot tiene al menos un grado de libertad (GDL) redundante. La metodología se ha aplicado a un robot de 7 GDL utilizado como robot de soporte en el mecanizado de paredes delgadas. Dado que para definir la
trayectoria únicamente son necesarios 5 GDL, se utilizan 2 GDL reduntantes para mejorar la rigidez.

Sistema robótico de auto-acoplamiento para la interfaz multifuncional SIROM

Tue, 18 Apr 2023 00:00:00 +0200

Con objeto de realizar tareas de servicio en órbita de manera autónoma y sin necesidad de personal humano, este trabajo presenta el desarrollo de un sistema robótico de auto-acoplamiento basado en cámaras y marcadores visuales que permiten facilitar el ensamblaje de la interfaz multifuncional SIROM (Standard Interface for Robotic Manipulation), diseñada por SENER Aeroespacial. Para ello se ha implementado un control servo visual, logrando realizar el acoplamiento de manera autónoma entre un dispositivo SIROM activo utilizado como herramienta de un manipulador robótico y su homólogo SIROM pasivo acoplado a un módulo espacial. Este desarrollo permitirá que en el futuro dicha interfaz robótica sea una solución de referencia vanguardista para la realización de estas tareas. La solución presentada ha sido validada mediante la realización de ensayos independientes para cada uno de los subsistemas que componen el prototipo desarrollado y, posteriormente, se ha verificado el funcionamiento del sistema al completo en diferentes escenarios de ensamblaje y ante situaciones de gran desalineamiento. El análisis de los resultados obtenidos en este trabajo permiten corroborar que el prototipo diseñado logra cumplir con el objetivo principal de manera satisfactoria.

Presentación

José Manuel Andújar — Fri, 30 Jun 2023 00:00:00 +0200

Nota de Redacción

Pedro Albertos, Manuel Berenguel, Matilde Santos — Fri, 30 Jun 2023 00:00:00 +0200

Introducción a la sección especial: "Jornadas Nacionales de Robótica - Educación - Bioingeniería"

Eduardo Rocón, Óscar Reinoso, David Muñoz de la Peña, Víctor Muñoz — Fri, 30 Jun 2023 00:00:00 +0200

Modelado de un cuello robótico blando mediante aprendizaje automático

Nicole A. Continelli, Luis F. Nagua, Concepción A. Monje, Carlos Balaguer — Tue, 14 Mar 2023 00:00:00 +0100

En este trabajo se aborda el problema del modelado de un cuello robótico blando mediante el uso de diferentes arquitecturas de redes neuronales, estudiando la influencia en los resultados del número de capas de cada red y de su correspondiente función de activación. Se emplearan las funciones de activación Tangente Hiperbólica (TANH) y Unidad Lineal Exponencial (ELU). Los modelos obtenidos se compararan con un modelo basado en Perceptron Multicapa (MLP) de parámetros optimizados, así como
con el modelo cinemático analítico del cuello. Los resultados experimentales obtenidos demostraran la ventaja del empleo de las técnicas de aprendizaje automático para el modelado de sistemas altamente no lineales como el del cuello robótico blando, cuya característica elástica dificulta la formulación de un modelo analítico robusto.

Diseño y desarrollo de una arquitectura electrónica bioinspirada para el control de sistemas de asistencia a la locomoción

Tue, 25 Apr 2023 00:00:00 +0200

Este artículo presenta el diseño y desarrollo de una arquitectura electrónica bioinspirada en el sistema motor humano para sistemas de asistencia a la locomoción, como es en el caso de exoesqueletos de asistencia o de rehabilitación. La arquitectura propuesta se divide en tres niveles jerárquicos y se implementa en ROS2, facilitando la modularidad y el paralelismo en la ejecución y funcionamiento del sistema. La propuesta ha sido implementada en un prototipo de exoesqueleto denominado Discover2Walk. Los resultados obtenidos muestran que la propuesta puede aplicarse a ambos tipos de aplicación de exoesqueletos, tanto para rehabilitación como para asistencia. Entre las ventajas que ofrece esta arquitectura, destacan una mayor modularidad, la mejora de la compatibilidad con lenguajes de programación, la escalabilidad, la interoperabilidad con otros sistemas de robótica y automatización, el soporte para aplicaciones distribuidas y la facilidad de supervisión y control. La arquitectura de control que se presenta puede llegar a ser adoptada en futuras plataformas robóticas y exoesqueletos, mejorando el control motor de la marcha y ofreciendo terapias más personalizadas.

Una propuesta docente para el desarrollo de competencias en programación de robots manipuladores

Fernando Gómez-Bravo, Rafael López de Ahumada, Raúl Jiménez-Naharro — Tue, 25 Apr 2023 00:00:00 +0200

Este artículo describe una propuesta docente para la formación superior de alumnos en técnicas de programación de robots manipuladores. El trabajo propone un conjunto de competencias que agrupan las capacidades necesarias para el aprendizaje de este tipo de metodologías. El desarrollo de la estrategia docente se basa en la configuración de un sistema que permite, desde un mismo terminal, testar un programa bien en simulación o, de forma alternativa, en un robot real colaborativo. El método propuesto permite compartir entre el alumnado, de forma racionalizada, el acceso a los robots del laboratorio, permitiendo que el programa probado en simulación presente una estructura idéntica al implantado en el robot real. La propuesta se desarrolla alrededor del programa MATLAB y el programa de simulación de robots RoboDK.

Nuevo sistema robótico social de rehabilitación de pacientes pediátricos con parálisis cerebral

Fri, 19 May 2023 00:00:00 +0200

La parálisis cerebral (PC) es la enfermedad motora más común en pacientes pediátricos, afectando su capacidad para moverse y mantener el balance corporal y la postura. Este estudio se enfoca en las terapias de rehabilitación robóticas, llevadas a cabo con la plataforma CPWalker, para la realización de ejercicios funcionales mediante movimientos precisos. El trabajo presentado en este artículo propone la integración de la robótica de asistencia social en el CPWalker a través del robot social NAO. De esta manera se plantea conseguir reforzar la motivación del paciente y el dinamismo de estas terapias, y automatizar la retroalimentación correctiva al paciente. Se han realizado dos evaluaciones a lo largo de este estudio. La primera ha sido un protocolo clínico de actividades y juegos entre NAO y los pacientes para evaluar la aceptación del robot por parte de los niños. Y, posteriormente, se ha evaluado la integración del nuevo sistema robótico social de rehabilitación desarrollado. Los resultados de este estudio indican que el robot es percibido positivamente por los pacientes.