Diseño de un prototipo de robot con geometría Rocker-Bogie

Abstract

En la presente investigación se diseña y valida una geometría de suspensión tipo Rocker-Bogie basados en el análisis de grados de libertad para su futura implementación dentro del sector de la industria de exploración espacial. Ello tiene como finalidad principal la recolección, transporte de basura y desperdicios a sectores estratégicos dentro de las instalaciones, sorteando obstáculos de diferente nivel, aunque también podría aplicarse en el área industrial, agrícola y minera, en las que se requiera un sistema robusto y estable. Se parte estableciendo un factor de seguridad determinado a través de coeficientes que involucren seguridad y economía. Luego, se realiza el cálculo de las dimensiones y fuerzas a soportar por los elementos estructurales conocidos como Rocker y Bogie que son los encargados de transmitir el soporte al chasis, además de brindar soporte a las conexiones para los componentes de los ejes y motores para las ruedas. Del diseño y cálculo de estos elementos depende que el prototipo de robot sea capaz de movilizarse a través de campos irregulares sorteando obstáculos como: anomalías en la superficie, baches, rocas y bordillos. Para la validación del diseño del prototipo se realiza un análisis estático de los elementos estructurales (Rocker y Bogie) por medio del parámetro de Von Misses, obteniendo un nivel de seguridad elevado antes de la ruptura. Posteriormente, se ejecuta la simulación del prototipo en base a una pista creada en el software analizando parámetros de velocidad, aceleración y desplazamientos en los ejes X y Y. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos de la simulación basándose, principalmente, en altura y longitud máxima entre eje frontal y posterior, siendo crucial el ángulo máximo de inclinación permisible.