Desarrollo de una plataforma móvil omnidireccional orientada a robótica automatización industrial
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Universidad Católica de Cuenca.
Resumen
Industrial automation has established itself as a strategic pillar for optimizing production processes, with mobile robots offering a versatile solution by enabling autonomous movement across complex surfaces and executing tasks in areas that are difficult to access. In this context, this research focuses on the design, construction, and experimental validation of an omnidirectional mobile platform intended for industrial automation applications, evaluating its structural performance, dynamic stability, speed control, and energy autonomy. The methodology included 3D modeling in Autodesk Fusion 360, finite element structural analysis in ANSYS Static Structural, and ROS integration for communication, control, and navigation management. A Proportional–Integral controller was implemented for wheel speed regulation, supplemented by odometry tests, robustness analysis under mechanical disturbances, and evaluation of energy consumption under different load conditions. The results demonstrated a safe operating range for loads below 48.16 kg. A maximum odometry error of 5.72% was recorded using internal estimation without external correction sensors. Energy autonomy ranged from 8 to 9 hours without additional load and from 3 to 5 hours with load, demonstrating the platform’s technical feasibility. Overall, the project offers a low-cost, open-architecture alternative for the development of industrial mobile systems, facilitating their integration into internal transport processes, operational support, and academic experimentation, thereby strengthening the adoption of technology and applied research in mobile robotics.
Descripción
La automatización industrial se ha consolidado como un eje estratégico para la optimización de procesos productivos, donde los robots móviles constituyen una solución versátil al permitir desplazamiento autónomo en superficies complejas y la ejecución de tareas en zonas de difícil acceso. En este contexto, la presente investigación desarrolla el diseño, construcción y validación experimental de una plataforma móvil omnidireccional orientada a aplicaciones de automatización industrial, evaluando su desempeño estructural, estabilidad dinámica, control de velocidad y autonomía energética. La metodología incluyó modelado 3D en Autodesk Fusion 360, análisis estructural por elementos finitos en ANSYS Static Structural, e integración de ROS para la gestión de comunicaciones, control y navegación. Se implementó un controlador Proporcional–Integral para la regulación de velocidad de las ruedas, complementado con pruebas de odometría, análisis de robustez ante perturbaciones mecánicas y evaluación del consumo energético bajo diferentes condiciones de carga. Los resultados evidenciaron un rango operativo seguro para cargas inferiores a 48,16 kg. Se registró un error máximo de odometría de 5,72% bajo estimación interna sin sensores externos de corrección. La autonomía alcanzó entre 8 y 9 horas sin carga adicional y entre 3-5 horas con carga, demostrando la viabilidad técnica de la plataforma. En conjunto, el proyecto aporta una alternativa de bajo costo y arquitectura abierta para el desarrollo de sistemas móviles industriales, facilitando su integración en procesos de transporte interno, asistencia operativa y experimentación académica, fortaleciendo la adopción tecnológica y la investigación aplicada en robótica móvil.
Palabras clave
ROBÓTICA MÓVIL, PLATAFORMA OMNIDIRECCIONAL, MODELADO ESTRUCTURAL, SUSPENSIÓN PASIVA, SISTEMAS EMBEBIDOS
Citación
Misacango, J. (2026). Desarrollo de una plataforma móvil omnidireccional orientada a robótica automatización industrial. [Tesis de pregrado]. Universidad Católica de Cuenca




