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Plataforma Mecánica y Sistema Motriz Bogota D.C Febrero de 2006 [email protected]

Plataforma Mecánica y - Cosas de Mecatrónica · PDF filePolígono de sustentación primera etapa de la caminata ... Pata 4. Pata 5. Pata 6. Pata 3. ... aplicada al objeto

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Plataforma Mecánica y

Sistema MotrizBogota D.C Febrero de 2006

[email protected]

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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 (Bio-inspiración).

�Posee una plataforma mecánica construida en aluminio, bronce y metacrilato principalmente, y Tele-controlado con un sistema digital secuencial (on-off) basado en tecnología TTL.

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�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 180 grados con respecto a la horizontal, pues se adapta a la nueva posición girando sus patas 120 grados aproximadamente para apoyarlas nuevamente sobre el terreno (camina sobre su espalda).

Plataforma Mecánica

�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.

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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

Grupo de patascontrolado por motor 1

Grupo de patascontrolado por

motor 2Polígono de sustentación

Polígono de sustentación primera etapa de la caminata

Polígono de sustentación segunda etapa de la caminata

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Plataforma De Control

Diagrama del sistema de control actual (esquema general).

DemiltiplexorSeñal de potencia

Selector de extremidad(Pulsador)

Selector deposición angular

(consigna,potenciómetro)

Controlador de sistema decaminata

(conmutaciónlógica)

Multiplexorseñal análoga

Sensores(potenciómetros)

Actuadotes articulaciones

(Motores)

Amplificadorde potencia

(Motor driver)

Controladorde posición

(comparador)

Amplificadorde potencia

(Motor driver)Actuadotes

(Motores 24V)

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X

Z

Y

X0

Y0

z0

X1Y1

Z1

X2

Y2

Z2

X3

Y3

Z3

Plataforma De Control

Fue utilizado el algoritmo de Denavid Hartenbergpara determinar el modelo cinemático directo e inverso, además simulados por computador con la herramienta HEMERO (Herramienta Matlab-Simulinkpara el Estudio de Robótica móvil)

Transformación de los sistemas de referencia.

En las Extremidades

0L20θ33

0L10θ22

000θ11

DAidiӨiArticulación

Parámetros obtenidos aplicando

algoritmo de Denavid Hartenberg.

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Plataforma De Control

Ka = Ganancia del amplificadori = 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).

1

0

θθ

==Entrada

SalidaG

ConsignaAmplificador Motor

ProcesoEje giratorio

Salida, eje en

posición deseada

Censor

Elemento deComparación

Valor medido

Ө0

Ө1

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.

En las Extremidades

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Plataforma De ControlEn las Extremidades

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 AOP1 mientras la no inversora del AOP2 recibe la tensión de referencia Vref1, La entrada restante de cada AOP recibe la tensión de control la cual es generada por ahora de forma manual.

ESQUEMA DEL CIRCUITO DE

CONTROL ANGULO ELEVACION

EXTREMIDADES

Ver esquemaGeneral

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motor1motor2

Pata 1.

Pata 2.

Pata 4.

Pata 5.

Pata 6.

Pata 3.

Plataforma De ControlPara La Caminata

Fue utilizado el Motor Driver l293b de 4 canales, capaz de proporcionar en cada una de sus salidas hasta 1Amperio y dispone de entrada de alimentación separada para los drivers (dos por cada encapsulado).

Control bidireccionalPara cada motorTABLA III

Caminata hacia atrás1010

Giro hacia izquierda1101

Giro hacia derecha0110

Caminata hacia delante0101

ATRAZADELANTEATRAZADELANTE

MOVIMIENTO RESULTANTEMOTOR2MOTOR1

Patrón lógico de movimiento

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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.

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Modelos Virtuales vs. Modelos Físicos

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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)

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Los Autores

De izquierda a derechaDaniel E Castiblanco Jiménez, Stephen Palacios López, Oskar Leonardo Martín Peña

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ESQUEMA DEL CIRCUITO DE CONTROL ANGULO ELEVACION EXTREMIDADES (General)

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