Simulación e implementación de locomoción tipo bípeda utilizando sistema robótico modular MECABOT
Este trabajo se enfoca en analizar los parámetros de la caminata humana en una perspectiva 2D, para realizar un modelo mecánico con el sistema robótico modular Mecabot de la Universidad Militar Nueva Granada. Es la primera arquitectura bípeda de 6 desarrolladas para el proyecto Mecabot (rueda, serpi...
- Autores:
-
Olarte Vega, Jhonatan Stiven
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad Militar Nueva Granada
- Repositorio:
- Repositorio UMNG
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unimilitar.edu.co:10654/32265
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10654/32265
- Palabra clave:
- ROBOTICA
CINEMATICA
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sinusoidal
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Robótica, modular
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- Rights
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- Derechos Reservados - Universidad Militar Nueva Granada, 2019
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Robótica, modular generadores sinusoidal bípedo |
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Este trabajo se enfoca en analizar los parámetros de la caminata humana en una perspectiva 2D, para realizar un modelo mecánico con el sistema robótico modular Mecabot de la Universidad Militar Nueva Granada. Es la primera arquitectura bípeda de 6 desarrolladas para el proyecto Mecabot (rueda, serpiente, oruga, hexápodo, cuadrúpeda y bípeda), está arquitectura descansa sobre una estructura diseñada con el objetivo de mantener el equilibrio del robot, se utilizaron generadores sinusoidales con la función de evitar picos de corriente en los motores. Para validar los controladores primero se hizo la simulación en el software Webots®, la selección del software se realizó debido a sus características del entorno de simulación, como torque y velocidad de cada uno de los motores simulados. Los resultados obtenidos miden la velocidad de la arquitectura en función de la variación de la frecuencia de movimiento, luego se realizó la respectiva implementación de la arquitectura bípeda realizando las pruebas en diferentes superficies, esto debido porque el sistema robótico modular Mecabot, va a ser un robot de exploración y rescate, el cual se acoplará en la arquitectura más óptima para el terreno en donde se encuentre. |
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«Definicion», ROBOTICA, 01-nov-2006. . «¿Qué es Robot? - Su Definición, Concepto y Significado» «Robot, cyborg y androide, qué son y cuáles son sus diferencias». [En línea]. Disponible en: https://hipertextual.com/2014/07/robot-cyborg-androide. [Accedido: 22-ago-2018] Javier González Jiménez, «Estimación de la Posición de un Robot Móvil». 2015. E. Calle, I. Ávila, J. Zambrano, «Diseño e Implementación de un Robot Móvil Cuadrúpedo». oct-2007 Galarza Palma Pablo, «Robot Bípedo-UIDE». 2014 Miguel Albero, Francisco Blanes, Gines Benet, Jose Simó, Pascual Perez, «YABIRO: Prototipo De Robot Bípedo Autónomo». 2003 HONDA, «Honda Robotics», 2000. SONY, «Robot». Kenji KANEKO, «Humanoid Robot HRP-2». 2004 Andrea Alejandra Vergara Pulgar, «Diseño Y Fabricación De Robots Modulares Blandos». 2015 M. C. Berdugo, «Simulación e Implementación de una Configuración de Robot Hexápodo Utilizando Sistemas de Robótica Modular para Evaluar su Locomoción», Universidad Militar Nueva Granada, 2017. R. Montaña, O. Gerardo, H. Erasso, y C. Andrés, «Diseño y simulación de un robot modular reconfigurable», Universidad Militar Nueva Granada, 2013 W. A. M. Rubiano y R. A. C. Estepa, «Simulación e Implementación de Sistema Robótico en Arquitectura Tipo Rueda utilizando Robotica Modular», Universidad Militar Nueva Granada, 2017. L. Guzmán, P. Natalia, S. Galvis, y L. Beatriz, «Simulación e Implementación de Movimientos para Sistema Robótico Modular Considerando Diferentes Configuraciones», Universidad Militar Nueva Granada, 2016. Vanessa Cruz Carbonell, «Simulación E Implementación De Arquitectura Cuadrúpeda Utilizando Sistema Robótico Modular Mecabot», Universidad Militar Nueva Granada, 2018 Leonardo E., Contreras Bravo1, y Luís F. Vargas, «Generación de modelos de caminata bípeda a través de diversas técnicas de modelamiento». L. E. Contreras, J. A. Tristancho y L. F. Vargas, «Análisis Biomecánico de Marcha Humana a Través de Técnicas de Modelaje». 2012. Basilio Nikolas Tamburrino Cabrera, «Diseño Y Construcción De Una Pierna Exoesquelética Para La Asistencia De La Marcha», Universidad De Chile. F. Hernández, «Diseño y construcción de prototipo neumático de prótesis de pierna humana». 2008. Juan Gonzales, «Robóticamodular Y Locomoción: Aplicación A Robots Ápodos». 2008. «Webots: robot simulator» «Webots documentation: Glossary». «Que es Xbee» «XBee 2mW Wire Antenna - Series 2 (ZigBee Mesh) - WRL-10414 - SparkFun Electronics». «Videos». «Teensy 3.2». . «Poder 1810MG metal Gear HD sin núcleo Digital Servo 3,9 kg / 16g / .13sec». «Servo giro limitado HD-1501MG 17.0 kg-cm» «Pololu - Micro Maestro 6-Channel USB Servo Controller (Assembled)». . «Pololu 5V, 2.5A Step-Down Voltage Regulator D24V22F5» «Regulador Switching BEC 5V / 6V - 5A». «Lithium Ion 2S 7.4V 3A Over Charge-Discharge Protection PCB». . «Aliexpress.com: Comprar 1 unids 2 s 3A 7.4 V/8.4 V 18650 batería de litio cargador Junta carga de la batería del li ion BMS sobre carga descarga módulo de protección de li-ion charger board fiable proveedores en EC Buying Ali Store». |
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Castillo Estepa, Ricardo AndrésOlarte Vega, Jhonatan StivenIngeniero en MecatrónicaCalle 1002019-10-01T13:37:03Z2019-12-26T22:10:19Z2019-10-01T13:37:03Z2019-12-26T22:10:19Z2019-05-22http://hdl.handle.net/10654/32265Este trabajo se enfoca en analizar los parámetros de la caminata humana en una perspectiva 2D, para realizar un modelo mecánico con el sistema robótico modular Mecabot de la Universidad Militar Nueva Granada. Es la primera arquitectura bípeda de 6 desarrolladas para el proyecto Mecabot (rueda, serpiente, oruga, hexápodo, cuadrúpeda y bípeda), está arquitectura descansa sobre una estructura diseñada con el objetivo de mantener el equilibrio del robot, se utilizaron generadores sinusoidales con la función de evitar picos de corriente en los motores. Para validar los controladores primero se hizo la simulación en el software Webots®, la selección del software se realizó debido a sus características del entorno de simulación, como torque y velocidad de cada uno de los motores simulados. Los resultados obtenidos miden la velocidad de la arquitectura en función de la variación de la frecuencia de movimiento, luego se realizó la respectiva implementación de la arquitectura bípeda realizando las pruebas en diferentes superficies, esto debido porque el sistema robótico modular Mecabot, va a ser un robot de exploración y rescate, el cual se acoplará en la arquitectura más óptima para el terreno en donde se encuentre.Índice de figuras 4 Índice de tablas 6 Índice de Anexos 7 Glosario 8 Resumen 10 Abstract 11 1. Introducción 12 1.1. Planteamiento del problema 14 1.2. Objetivo general 14 1.3. Objetivos específicos 14 1.4. Delimitación 15 1.5. Justificación 15 1.6. Metodología 16 2. Marco Referencial 17 2.1. Robótica 17 2.2. Robot Móvil 17 2.3. Robots con patas 18 2.4. Robots Bípedos 18 2.4.1. YABIRO 18 2.4.2. ASIMO 19 2.4.3. SONY QRIO 20 2.4.4. Humanoid Robot HRP-2 20 2.5. Robótica Modular 21 2.6. Mecabot 21 2.6.1. Arquitectura Serpiente y Oruga 22 2.6.2. Arquitectura Hexápodo 22 2.6.3. Arquitectura Rueda 24 2.6.4. Arquitectura Salamandra 24 2.7. Caminata humana principio de locomoción 25 2.7.1. Etapas de balanceo 26 2.7.2. Intervalo 1 27 2.7.3. Intervalo 2 28 2.7.4. Intervalo 3 29 3. Desarrollo de la arquitectura bípeda utilizando Webots® 31 3.1. Clases de acoples entre módulos del Mecabot 5.0 31 3.2. Propuesta de arquitectura bípeda utilizando los módulos robóticos Mecabot 5.0 31 3.3. Cinemática de las piernas 34 3.4. Perfiles de movimiento de las piernas. 35 3.5. Ajuste de coordinación locomoción recta y hacia atrás 36 3.6. Ajuste de coordinación locomoción en giros 38 4. Simulación de la arquitectura utilizando software Webots® 40 4.1. Webots® 40 4.2. Modelamiento de la arquitectura en CAD 41 4.3. Simulación de la locomoción 44 5. Ensamble de la arquitectura bípeda con los módulos robóticos Mecabot 5.0 46 5.1. Mecabot 5.0 46 5.2. Componentes electrónicos en el Mecabot 5.0 46 5.2.1. Xbee S2 46 5.2.2. Teensy 48 5.2.3. Motores 49 5.2.4. Driver Pololu 50 5.2.5. Regulador Pololu y Protección Circuit Module 51 5.3. Procedimiento de ensamblaje de los módulos robóticos Mecabot 5.0 52 5.4. Caracterización de los motores 54 6. Pruebas de la arquitectura bípeda con los módulos robóticos mecabot 5.0 56 6.1. Interfaz de usuario en MATLAB® 56 6.2. Lógica del programa en la teensy 57 6.3. Implementación movimientos lineales 57 6.4. Implementación movimientos rotacionales 59 7. Conclusiones y recomendaciones a trabajos futuros 61 REFERENCIAS 63 ANEXOS 65This work focuses on analyzing the parameters of the human walk in a 2D perspective, to make a mechanical model with the modular robotic system Mecabot of the Military University Nueva Granada. It is the first bipedal architecture of 6 developed for the Mecabot project (wheel, snake, caterpillar, hexapod, quadrupeda and bipedal), this architecture rests on a structure designed to maintain the balance of the robot, sinusoidal generators were used to prevent power spikes in the engines. To validate the drivers first the simulation was done in the software Webots®, the selection of the software was made due to its characteristics of the simulation environment, such as torque and speed of each of the simulated engines. The results obtained measure the speed of the architecture in function of the variation of the frequency of movement, then the respective implementation of the bipedal architecture was carried out performing the tests on different surfaces, This is because the modular robotic system Mecabot is going to be an exploration and rescue robot, which will be coupled in the most optimal architecture for the terrain where it is located.Pregradoapplication/pdfspaDerechos Reservados - Universidad Militar Nueva Granada, 2019https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Atribución-NoComercial-SinDerivadashttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Simulación e implementación de locomoción tipo bípeda utilizando sistema robótico modular MECABOTSimulation and implementation of bipedal type locomotion using MECABOT modular robotic systeminfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de gradoTexthttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fROBOTICACINEMATICAmodular roboticsgeneratorssinusoidalbipedRobótica, modulargeneradoressinusoidalbípedoFacultad de IngenieríadIngeniería en MecatrónicaIngeniería - Ingeniería en MecatrónicaUniversidad Militar Nueva Granada«Definicion», ROBOTICA, 01-nov-2006. .«¿Qué es Robot? - Su Definición, Concepto y Significado»«Robot, cyborg y androide, qué son y cuáles son sus diferencias». [En línea]. Disponible en: https://hipertextual.com/2014/07/robot-cyborg-androide. [Accedido: 22-ago-2018]Javier González Jiménez, «Estimación de la Posición de un Robot Móvil». 2015.E. Calle, I. Ávila, J. Zambrano, «Diseño e Implementación de un Robot Móvil Cuadrúpedo». oct-2007Galarza Palma Pablo, «Robot Bípedo-UIDE». 2014Miguel Albero, Francisco Blanes, Gines Benet, Jose Simó, Pascual Perez, «YABIRO: Prototipo De Robot Bípedo Autónomo». 2003HONDA, «Honda Robotics», 2000.SONY, «Robot».Kenji KANEKO, «Humanoid Robot HRP-2». 2004Andrea Alejandra Vergara Pulgar, «Diseño Y Fabricación De Robots Modulares Blandos». 2015M. C. Berdugo, «Simulación e Implementación de una Configuración de Robot Hexápodo Utilizando Sistemas de Robótica Modular para Evaluar su Locomoción», Universidad Militar Nueva Granada, 2017.R. Montaña, O. Gerardo, H. Erasso, y C. Andrés, «Diseño y simulación de un robot modular reconfigurable», Universidad Militar Nueva Granada, 2013W. A. M. Rubiano y R. A. C. 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