Cargador autónomo
Autonomía de un cargador de ruedas
Esta página está basada en el siguiente artículo desarrollado en el Departamento de Geociencia y Tecnología de la Escuela de Graduados de Ingeniería, de la Universidad Tohoku, Sendai, Japón.
H. Takahasi & Y. Konishi. Path Generation for Autonomous Locomotion of Articulated Steering Wheel Loader. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering. Blackwell Publishers. Massachusetts, USA. Oxford, UK. 2001.
El estudio tiene por objeto desarrollar un método para generar una trayectoria para el movimiento autónomo de cargador articulado de ruedas. El recorrido debe corresponder a un movimiento estable y de fácil control, así como ser suave y fácil de calcular. Los autores proponen una curva clotoide para cumplir con este cometido.
En realidad el recorrido es en tramos que facilitan el retroceso y avance, que conforman una curva en V. El estudio proporciona un método de interpolación entre el punto inicial y el objetivo.
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Sobre la curva clotoide
También llamada espiral de Cornu, en referencia a su autor. O radioide de arcos. En el origen es una curva tangente al eje de las abscisas. Su radio de curvatura disminuye en forma inversamente proporcional a la distancia recorrida sobre ella (por ello es que en el origen de la curva, el radio resulta infinito). Obedece a la siguiente expresión:
r*s=C. Donde r es el radio de curvatura, s es el desarrollo o arco, y C es la constante de la curva.
En una combinación tramo recto - clotoide - circular - clotoide - tramo recto, aparece esta curva en trazos de carreteras y vías ferroviarias para conseguir continuidad en la aceleración de los vehículos.
Respecto a la autonomía
La autonomía en el recorrido del cargador de ruedas es necesaria especialmente en terreno peligroso como en zonas de desastre o excavaciones bajo superficie. En lo posible se busca la total automatización del cargador. Esto significa que debe estar habilitado para:
- Reconocer el ambiente de trabajo.
- Planear las tareas de extracción y carga.
- Ejecutar las tareas en forma autónoma.
A diferencia de un robot-automóvil, el carácter articulado del cargador de ruedas, obliga a que el radio de conducción deba ser muy pequeño, y a que las ruedas traseras se muevan en la misma trayectoria de las frontales (lo cual por otra parte, facilita su tránsito en terreno lodoso).
Pero también obliga a un método de conducción con un sistema de control que:
- Regule los deslizamientos de las ruedas.
- Que considere la operación en superficies rugosas.
- En cambios en la medida que se avanza en el trabajo.
El estudio investiga la generación de la trayectoria para un movimiento autónomo del cargador en las siguiente condiciones.
- Una curvatura continua (una segunda derivada continua).
- Una trayectoria suave (que permita una acción efectiva de los controles).
- Un ángulo de conducción continuo.
- Una aceleración continua en compensación a la fuerza centrífuga.
- El ángulo de conducción y la velocidad en cada punto de la trayectoria deben ser fáciles de calcular.
Recorrido autónomo. Concreto proyectado. Paneles para fachada. Robots en ingeniería civil. De voces del espacio. De la localización de torres grúa.