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General Dynamic Model for Skid-Steer Mobile Manipulators With Wheel-Ground Interactions
Indexado
WoS WOS:000395750100044
Scopus SCOPUS_ID:85013485955
DOI 10.1109/TMECH.2016.2601308
Año 2017
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



The design of motion controllers that could reduce terrain disturbances propagated to the arm and optimize the trajectories of skid-steer mobile manipulators (SSMMs) working in agricultural, construction, or mining environments requires accurate physical models capable of correctly representing disturbances caused by changes in terrain slope, loss of traction, and other wheel-ground interactions. Therefore, this paper develops the forward dynamics equations of motion and proposes a general model for SSMMs. The novelty of the model is that it considers a floating-base with nonpermanent wheel-ground contacts, i.e., the mobile base has 6-degree of freedom (DOF) and the wheels may lose contact with the terrain. Unlike the existing models, the proposed one is general because the procedure can be extended to MMs with an arbitrary number of arms or wheels and does not restrict the mobile base to planar 2-D motions. Furthermore, it takes into account the loss of traction and the deformation of the wheel-ground contacts. The experimental results involving a small SSMM with a 3-DOF arm and an industrial skid-steer loader validate the physical fidelity of the model. Although the focus of this paper is not in control aspects, one of the examples shows the role physically accurate models can have in the design of end-effector motion controllers, and its potential application to the design of controllers capable of decoupling the arm motion from ground disturbances.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Engineering, Mechanical
Automation & Control Systems
Engineering, Electrical & Electronic
Engineering, Manufacturing
Scopus
Computer Science Applications
Electrical And Electronic Engineering
Control And Systems Engineering
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Aguilera-Marinovic, Sergio Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
2 TORRES-LEPEZ, MIGUEL ANDRES Hombre Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile
3 AUAT-CHEEIN, FERNANDO ALFREDO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 6.25 %
Citas No-identificadas: 93.75 %

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Citas Identificadas: 6.25 %
Citas No-identificadas: 93.75 %

Financiamiento



Fuente
National Commission for Science and Technology Research of Chile (Conicyt)

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was supported in part by the National Commission for Science and Technology Research of Chile (Conicyt) under Grant Fondecyt 1110343, Grant Fondequip 120141, Grant Basal FB0008, and Grant CONICYT-PCHA/MagisterNacional/2014-22140151.

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