Controle complacente de passo para um robô quadrupede utilizando curvas de Bézier

Abstract

Robôs com pernas tem potencial de locomoção em terrenos não estruturados para execução de tarefas em ambientes industrias, de mineração, petrolífero e de desastres. Porém, para executar esta locomoção de forma eficiente em diferentes ambientes, é necessário o planejamento dos passos deste robô assim como o controle das suas pernas. Este artigo considera um robô quadrupede, tendo como foco o controle de uma única perna com 3 graus de liberdade modelada por meio das equações de Euler-Lagrange, durante as fases de balanço e suporte envolvidas na movimentação do robô. Para tal, é proposta a utilização de uma única curva de Bézier de 5º grau como trajetória de referência da perna, contendo informações de posição, velocidade e aceleração. A estratégia de controle proposta para comandar cada perna utiliza uma técnica de linearização por realimentação e um controle de impedância auxiliar. Os resultados obtidos por simulação demonstram que controlador proposto é capaz de rastrear a curva de Bézier utilizada como referência, de forma que a perna do robô se comporte como um sistema massa-mola-amortecedor, complacente a variações de posição no eixo vertical conforme a aplicação de forças no pé do robô.