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Simulación y control de un robot cuadrúpedo multiservicio en entornos regulares utilizando Robot Operating System
No full textEste proyecto presenta el desarrollo y simulación de un sistema de control para un robot cuadrúpedo multiservicio, diseñado para patrullaje autónomo en entornos regulares. Se plantea como solución a las limitaciones de la vigilancia humana, como fatiga y distracción, mediante un sistema basado en ROS 2 y Gazebo.El desarrollo incluye la configuración de un modelo de simulación con sensores avanzados, principalmente LiDAR, para la percepción del entorno. Se implementa un control jerárquico basado en esfuerzo, con un controlador PID por articulación, garantizando estabilidad en la locomoción. Además, se integran técnicas de SLAM para mapeo y navegación autónoma, junto con estrategias de planificación de rutas y evasión de obstáculos.Los resultados de la simulación validan la efectividad del sistema en escenarios de vigilancia, demostrando precisión en la detección de obstáculos y estabilidad en la locomoción. Se concluye que la metodología aplicada permite una implementación eficiente en entornos simulados, con posibilidad de optimización para futuras aplicaciones en vigilancia autónoma. Palabras Clave: Robot cuadrúpedo, ROS 2, SLAM, control PID, simulación.GuayaquilEscuela Superior Politécnica del LitoralThis project presents the development and simulation of a control system for a quadruped multi-service robot, designed for autonomous patrolling in regular environments. It addresses the limitations of human surveillance, such as fatigue and distraction, by implementing a system based on ROS 2 and Gazebo. The development includes configuring a simulation model with advanced sensors, mainly LiDAR, for environmental perception. A hierarchical effort-based control system is implemented, featuring a PID controller for each joint to ensure locomotion stability. Additionally, SLAM techniques are integrated for mapping and autonomous navigation, along with route planning and obstacle avoidance strategies. The simulation results validate the effectiveness of the system in surveillance scenarios, demonstrating accurate obstacle detection and stable locomotion. It is concluded that the applied methodology allows for an efficient implementation in simulated environments, with potential optimization for future autonomous surveillance applications. Keywords: Quadruped robot, ROS 2, SLAM, PID control, simulation
Evaluación de un diseño de rompeolas bajo condiciones de oleaje extremo utilizando dinámica de fluidos computacional (CFD).
Get PDFLas zonas costeras se ven afectadas por diferentes condiciones como el oleaje o la erosión,
para disminuir estos impactos se construyen estructuras de protección costeras como los
rompeolas. Ecuador no cuenta con modelos numéricos computacionales que muestren los
procesos que ocurren en la interacción de un fluido en una estructura, es por esto por lo que
este proyecto integrador tiene como objetivo evaluar un diseño conceptual de un rompeolas
previamente propuesto en San Pedro - Santa Elena, mediante el análisis de las velocidades y
presiones del oleaje que actúan sobre la estructura de protección, utilizando REEF3D para
mejorar su eficiencia y durabilidad. Mediante una metodología definida en 5 fases se muestra
las herramientas que fueron utilizadas para obtener los resultados en el modelo
computacional. Se realizó la comparación de velocidades y presiones para los diseños 1
(rompeolas sin pie de talud) y 2 (rompeolas con pie de talud) para dos escenarios de oleajes
extremos. Debido a que el diseño 2 cuenta con un pie de talud, y este tuvo como objetivo
principal disipar la energía del oleaje, las presiones que se ejercieron en el fluido en la
estructura disminuyeron en comparación al diseño 1.Coastal areas are affected by different conditions such as waves or erosion, to reduce these
impacts coastal protection structures such as breakwaters are built. Ecuador does not have
numerical computational models that show the processes that occur in the interaction of a
fluid in a structure, this is why this integrative project aims to evaluate a conceptual design
of a breakwater previously proposed in San Pedro - Santa Elena, by analyzing the speeds and
pressures of the waves that act on the protection structure, using REEF3D to improve its
efficiency and durability. Using a methodology defined in 5 phases, the tools that were used
to obtain the results in the computational model are shown. A comparison of speeds and
pressures was made for designs 1 (breakwater without slope toe) and 2 (breakwater with
slope toe) for two extreme wave scenarios. Because design 2 has a slope footer, and its main
objective was to dissipate wave energy, the pressures exerted on the fluid in the structure
decreased compared to design 1.
Keywords: CFD, breakwater, boundary conditions, wave, protection
Consolidación por precarga de suelos altamente compresibles en la ciudad de Durán
Get PDFEl objetivo de este estudio es proponer una técnica de mejora del suelo aplicada a Durán, usando la técnica de precarga. Esta técnica permite incrementar la capacidad portante del terreno y reducir los asentamientos por consolidación. Para optimizar el proceso y reducir los tiempos de aplicación de la precarga, se han incorporado drenes verticales, cuya función es acelerar la consolidación mediante la introducción de canales de drenaje verticales en el suelo.
Este método resulta especialmente eficaz en suelos saturados y altamente compresibles, como los presentes en nuestro proyecto, y es replicable bajo condiciones similares. La integración de drenajes verticales no solo facilita un proceso de estabilización en menos de tres meses de manera consistente, sino que también reduce el riesgo de asentamientos diferenciales que podrían comprometer la integridad de la estructura a construir.
Los asentamientos por consolidación fueron estimados aplicando la teoría de consolidación de Terzaghi. Además, los resultados fueron validados mediante un análisis por elementos finitos utilizando el software PLAXIS, que permitió realizar simulaciones complejas bajo diversas condiciones de carga y geometría del terreno. En este contexto, se adoptó el modelo constitutivo de Mohr-Coulomb, el cual es adecuado para describir el comportamiento mecánico de suelos granulares y cohesivos en proyectos de este tipo. Aunque no está específicamente diseñado para predecir la relación entre esfuerzo y deformación en el suelo, se considera una herramienta válida para compararlo con los cálculos analíticos. A través de las simulaciones, se evaluó el comportamiento general del terreno, lo que permitió validar los parámetros de diseño del terraplén y garantizar la seguridad y durabilidad de la infraestructura proyectada sobre el suelo.The design and implementation of a methodology employing the preloading technique to enhance soil capacity in the city of Durán. This system promoted soil consolidation and, consequently, increased its bearing capacity. The process was optimized using vertical drains, which are designed to accelerate the expulsion of pore water, thereby reducing consolidation time and improving embankment stability. This method is particularly effective for highly compressible soils, as encountered in our project, and is replicable for similar conditions. The integration of vertical drains not only facilitates stabilization within less than three months in a consistent manner but also reduces the risk of differential settlements that could compromise the integrity of the planned structure.
To model soil behavior under the influence of the embankment, Terzaghi’s equations were used, providing a robust theoretical foundation for analyzing soil consolidation. Additionally, the data were validated using PLAXIS software, which supported complex simulations under various loading conditions and terrain geometries. In this context, the Mohr-Coulomb constitutive model was adopted, as it is well-suited for describing the mechanical behavior of granular and cohesive soils in projects of this nature. Through these simulations, it was possible to accurately evaluate the consolidation time and stress profiles within the soil, enabling the approval of embankment design parameters to ensure the safety and durability of the future infrastructure to be constructed on the site.
Keywords: soils, drains, consolidation, modeling, infrastructur