The Kinematics and Dynamics Motion Analysis of a Spherical Robot

Abstract

Mobile robot application has reach more aspect of life in industry and domestic. One of the mobile robot types is a spherical robot whose components are shielded inside a rigid cell. The spherical robot is an interesting type of robot that combined the concept of a mobile robot and inverted pendulum for inner mechanism. This combination adds to more complex controller design than the other type of mobile robots. Aside from these challenges, the application of a spherical robot is extensive, from being a simple toy, to become an industrial surveillance robot. This paper discusses the mathematical analysis of the kinematics and dynamics motion analysis of a spherical robot. The analysis combines mobile robot and pendulum modeling as the robot motion generated by a pendulum mechanism. This paper is expected to give a complete discussion of the kinematics and dynamics motion analysis of a spherical robot.

Control de velocidad de un robot esfera con locomoción inercial

“…La descripción del comportamiento del movimiento de los SR se basa principalmente en las ecuaciones cinemáticas y dinámicas del robot, ya que posteriormente a estas, se puede diseñar el algoritmo de control para obtener un comportamiento deseado del robot. En (Risma et al (2019)) se presenta el análisis cinemático de un robot esfera con arquitectura BCO, deduciendo las relaciones entre las velocidades y las aceleraciones angulares, después de ello se realiza un estudio de la dinámica mediante la metodología de Euler-Lagrange, donde la cinemática posibilita la simplificación y obtención de expresiones, aptas para ser usadas en el desarrollo de algoritmos de control. Los esquemas de control que se han empleado en este tipo de arquitecturas son el control proporcional, integral y derivativo (PID) como es propuesto por (Firlej (2015)), donde se aplica dicho controlador a un robot esfera con un carro de dos ruedas interno, así como también, (Chen et al (2016)), aplicaron un controlador PID a un robot esfera con arquitectura BCO.…”