Diseño y simulación de un manipulador robótico de 5 GDL para rovers y otros vehículos menores según lineamientos del concurso European Rover Challenge
| Autor | Giuseppe Alexander Mendoza Vargas, Arturo Flores Alvarez |
| Cargo | Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica. Lima, Perú/Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica. Lima, Perú |
| Páginas | 55-62 |
55
Revista UNIDA Cientíca
e-ISSN:2520-9213
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| Julio - Diciembre | http://revistacientica.unida.edu.py |
1Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica. Lima, Perú. e-mail: g.a.mendoza.vargas@gmail.com
2Universidad Nacional de Ingeniería, Facultad de Ingeniería Mecánica. Lima, Perú. e-mail: amoresa@uni.pe
Giuseppe Alexander Mendoza Vargas1, Arturo Flores Alvarez2
Diseño y simulación de un manipulador robótico de 5 GDL para rovers y otros
vehículos menores según lineamientos del concurso European Rover Challenge
Design and simulation of a 5 DOF robotic manipulator for rovers and other smaller vehicles according to
European Rover Challenge competition guidelines
Artículo original
Revista UNIDA Cientíca, 2021, vol. 5, nro. 2, p. 55-62
Para correspondencia dirigirse a: g.a.mendoza.vargas@gmail.com
Recibido: Abril 04, 2020 - Aceptado: Febrero 02, 2021.
Conictos de interes: Ninguna que declarar.
RESUMEN
Actualmente existe una creciente necesidad de robots que se desempeñen en el campo aeroespacial. La
European Space Foundation mediante el concurso European Rover Challenge (ERC) promueve el desarrollo
tecnológico de manipuladores que se desempeñen en situaciones inspiradas en tareas necesarias para la
exploración planetaria, por ello en este artículo se propone el diseño y simulación de un manipulador robótico
de 5 grados de libertad diseñado y simulado por computadora, cuyos actuadores son motores paso a paso
para que su programación y control sea más sencillo y entendible. El resultado del diseño es un manipulador
robótico con la suciente versatilidad para ejecutar las tareas requeridas por el concurso.
Palabras clave: Rover, manipulador robótico, Denavit-Hartenbeg, microcontroladores.
ABSTRACT
Nowadays, space agencies have an increasing need for robots to perform in the aerospace eld. The European
Space Foundation, through the European Rover Challenge (ERC), promotes the technological development of
manipulators that can perform in situations inspired by tasks necessary for planetary exploration. Therefore, in
this article, we proposed the design and simulation of 5 degrees of freedom robotic manipulator designed and
simulated by computer, whose actuators are stepper motors to make their programming and control easier and
more understandable. The result is a well-performance robotic manipulator with enough versatility to perform
the tasks required by the contest.
Keywords: Rover, robotic manipulator, Denavit-Hartenbeg, microcontrollers.
INTRODUCCIÓN
El European Rover Challenge (ERC Space & Robotics Event, 2020) es un concurso internacional que promueve el
desarrollo tecnológico, trabajo grupal y convergencia de diversos campos de la ingeniería y ciencias para el desarrollo
de vehículos espaciales llamados Rovers. Para ello el concurso desarrolla una serie de pruebas inspiradas en tareas
que los Rovers deben realizar en la realidad, restringiendo ciertos aspectos de la exploración del terreno marciano
solo a recolección de muestras de tierra, perforación de suelos y manipulación de paneles con botones. En el aspecto
relacionado a manipuladores robóticos éstos deben ser capaces de recoger muestras de 300 g de peso, almacenarlas
en un contenedor hermético y posteriormente posicionarlo en una zona designada.
Las soluciones aeroespaciales conocidas más famosas (Ellery, 2016) son las usadas por los Rovers Spirit y Opportunity,
los cuales usan un Dispositivo de Despliegue de Instrumentos (IDD en inglés), el cual consta de un manipulador de
5 GDL con un alcance de 0.75m y hace uso de motores DC con cajas de reducción de 100:1 junto con una cantidad
notable de cableado (1 kg neto de cables). Su estructura es en base a aleaciones de Titanio y su peso total de 4 kg,
ofreciendo una precisión de 4mm y 5°. Solo los reductores cuestan cerca de 300 euros cada uno según la página
ocial del fabricante, lo cual lo hace de costo elevado y poco accesible.
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