Plataforma Mecánica y Sistema Motriz

Transcripción

1 Bogota D.C Febrero de 26 Plataforma Mecánica y Sistema Motriz dcmidscrum9@gmail.com

2 Descripción General Del Robot El insecto hexápodo, robot de propósito general, diseñado principalmente para exploración geográfica. Pretende emular la morfología y sistema motriz de un insecto artrópodo-poliarticulado (Bioinspiración). Posee una plataforma mecánica construida en aluminio, bronce y metacrilato principalmente, y Telecontrolado con un sistema digital secuencial (on-off) basado en tecnología TTL.

3 Plataforma Mecánica Consta de seis patas, cada una de ellas articulada., con dos grados de libertad lo que permite al robot caminar sobre terrenos hostiles; Gracias a su diseño no presenta problemas cuando su estructura gira 8 grados con respecto a la horizontal, pues se adapta a la nueva posición girando sus patas 2 grados aproximadamente para apoyarlas nuevamente sobre el terreno (camina sobre su espalda). Con el este sistema motriz se obtienen movimientos rectilíneos, circulares y la combinación de ambos cambio de dirección en su trayectoria, lo cual sirve para sortear obstáculos ya sea bordeándolos o pasando por encima de ellos.

4 Plataforma Mecánica Con la ayuda de elementos computacionales como Solid Edge y Cosmos, fue posible visualizar detalles para la construcción y análisis estructural del hexápodo El construir un robot hexápodo se fundamento principalmente en las excelentes características de su polígono de sustentación Polígono de sustentación Polígono de sustentación primera etapa de la caminata Grupo de patas controlado por motor Grupo de patas controlado por motor 2 Polígono de sustentación segunda etapa de la caminata

5 Plataforma De Control Diagrama del sistema de control actual (esquema general). Selector de posición angular (consigna, potenciómetro) Controlador de posición (comparador) Amplificador de potencia (Motor driver) Selector de extremidad (Pulsador) Multiplexor señal análoga Demiltiplexor Señal de potencia Sensores (potenciómetros) Actuadotes articulaciones (Motores) Controlador de sistema de caminata (conmutación lógica) Amplificador de potencia (Motor driver) Actuadotes (Motores 24V)

6 Plataforma De Control Y Y z Y Z X Z2 X X X2 Y2 Z3 Y3 En las Extremidades Fue utilizado el algoritmo de Denavid Hartenberg para determinar el modelo cinemático directo e inverso, además simulados por computador con la herramienta HEMERO (Herramienta Matlab-Simulink para el Estudio de Robótica móvil) Z Transformación de los sistemas de referencia. X3 Articulación Өi di Ai D θ 2 θ2 L 3 θ3 L2 Parámetros obtenidos aplicando algoritmo de Denavid Hartenberg.

7 Plataforma De Control En las Extremidades El objetivo de este sistema es calcular la transferencia del ángulo del eje de salida respecto del ángulo de referencia introducido en el eje de control, este sistema es utilizado en cada una de las patas y así poder controlar el ángulo de rotación respecto de su cuerpo. G Salida = Entrada θ = θ Elemento de Comparación Consigna Ө Amplificador Motor Proceso Eje giratorio Salida, eje Ө en posición deseada Valor medido Censor Ka = Ganancia del amplificador i = Relación de transmisión del sinfín corona en la articulación de la extremidad. Kpote = Constante de proporcionalidad otorgada al bloque por el potenciómetro (sensor y generador de consigna).

8 Plataforma De Control En las Extremidades ESQUEMA DEL CIRCUITO DE CONTROL ANGULO ELEVACION EXTREMIDADES Ver esquema General Su principio de funcionamiento esta basado en el empleo de amplificadores operacionales en configuración de comparador de ventana. La tensión de referencia Vref 2 va a la entrada inversora de AOP mientras la no inversora del AOP2 recibe la tensión de referencia Vref, La entrada restante de cada AOP recibe la tensión de control la cual es generada por ahora de forma manual.

9 Plataforma De Control Fue utilizado el Motor Driver l293b de 4 canales, capaz de proporcionar en cada una de sus salidas hasta Amperio y dispone de entrada de alimentación separada para los drivers (dos por cada encapsulado). Control bidireccional TABLA III Para cada motor MOTOR MOTOR2 MOVIMIENTO RESULTANTE Para La Caminata ADELANTE ATRAZ ADELANTE ATRAZ Caminata hacia delante Giro hacia derecha Pata. Pata 6. Giro hacia izquierda Caminata hacia atrás Patrón lógico de movimiento Pata 2. Pata 5. Pata 3. Pata 4. motor2 motor

10 Manipulador ò Gripper El manipulador ò gripper esta ubicado en la parte anterior del cuerpo del insecto y proporciona al robot la cualidad de sujetar y maniobrar pequeños objetos, sensando la fuerza ejercida por unidad de área aplicada al objeto.

11 Modelos Virtuales vs. Modelos Físicos

12 EL FUTURO DEL ROBOT El proyecto será tomado como nuestro trabajo de grado, para lo cual ponemos dentro de los objetivos: Mejorar la plataforma mecánica de forma que pueda soportar impactos sin que se pueda afectar en gran manera el sistema mecánico o de control. Diseñar un sistema completamente autónomo basado en un sistema de control hibrido ( control Clásico y Técnicas de Inteligencia artificial)

13 Los Autores De izquierda a derecha Daniel E Castiblanco Jiménez, Stephen Palacios López, Oskar Leonardo Martín Peña

14 ESQUEMA DEL CIRCUITO DE CONTROL ANGULO ELEVACION EXTREMIDADES (General) Volver