Implementación y control de locomoción de un prototipo de robot salamandra de bajo costo
Este proyecto describe el diseño e implementación de un prototipo de robot inspirado en la salamandra P. Walt, con el objetivo de replicar parcialmente su locomoción en tierra. Este trabajo es una continuación del proyecto de Daniel Hernandez titulado “Diseño y simulación de un robot inspirado en la...
- Autores:
-
Galindo Izquierdo, Camilo Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Distrital Francisco José de Caldas
- Repositorio:
- RIUD: repositorio U. Distrital
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.udistrital.edu.co:11349/42129
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/11349/42129
- Palabra clave:
- Robot
Salamandra
Diseño 3D
Control de posición
Locomoción
Osciladores
Ingeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas
Robots -- Diseño y construcción
Robótica -- Investigaciones
Desarrollo de prototipos
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Locomotion
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- Restringido (Solo Referencia)
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Implementation and locomotion control of a low-cost salamander robot prototype |
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Este proyecto describe el diseño e implementación de un prototipo de robot inspirado en la salamandra P. Walt, con el objetivo de replicar parcialmente su locomoción en tierra. Este trabajo es una continuación del proyecto de Daniel Hernandez titulado “Diseño y simulación de un robot inspirado en las salamandras capaz de imitar parcialmente su locomoción”. Debido a restricciones presupuestarias, se rediseñaron todos los componentes para utilizar opciones más económicas. El proceso de diseño comenzó con la selección de componentes electrónicos esenciales, incluyendo sensores de posición y orientación, actuadores para movimientos precisos y una unidad de procesamiento para coordinar las señales y operaciones del robot. La elección de un sistema de alimentación adecuado, con baterías de alta capacidad, fue crucial para asegurar un funcionamiento continuo y eficiente. Además, se seleccionaron y diseñaron las etapas de potencia necesarias para que los actuadores recibieran la energía requerida. Paralelamente, se desarrollaron las partes mecánicas del robot utilizando materiales compatibles con la impresión 3D, lo que permitió la fabricación de componentes personalizados de manera flexible y económica. Esto incluyó la estructura del robot, sus articulaciones y las piezas necesarias para soportar su locomoción inspirada en la salamandra. La siguiente fase del proyecto se centró en la selección del modelo cinemático de locomoción. Se eligió un modelo adecuado que permitiera emular el movimiento de la salamandra, ajustándolo para garantizar su compatibilidad con los componentes electrónicos seleccionados. Este paso fue crucial para lograr un movimiento fluido y controlado del robot. En cuanto al software, se seleccionó un lenguaje de programación que se pudiera implementar en la unidad de procesamiento, permitiendo el control del robot y la ejecución del modelo cinemático de locomoción. El código desarrollado necesitaba ser flexible para futuras mejoras y ampliaciones, así como para la integración efectiva de los sensores y otros componentes. Finalmente, se diseñó un sistema de control de posición en 2D utilizando los sensores incorporados en el robot. Este sistema permitió mantener la trayectoria y posición del robot durante la locomoción, ajustando y corrigiendo el movimiento en tiempo real para asegurar su estabilidad y precisión. |
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D. E. A. Hernández Carreño, “Diseño y Simulación de un Robot Inspirado en las Salamandras Capaz de Imitar Parcialmente su Locomoción,” Tech Report, Facultad de Ingeniería. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, 2022. R. Siegwart, I. R. Nourbakhsh, and D. Scaramuzza, Introduction to Autono- mous Mobile Robots, 2nd ed. Londres, Inglaterra: MIT Press, 2011. S. Kim and P. M. Wensing, “Design of dynamic legged robots,” Found. Tren. Robot., vol. 5, no. 2, pp. 117–190, 2017. Y. Liu and D. Sun, Eds., Biologically inspired robotics. Boca Ratón, FL, Estados Unidos de América: CRC Press, 2011. R. Breithaupt, J. Dahnke, K. Zahedi, J. Hertzberg, and F. Pasemann, “Robo- Salamander - an approach for the benefit of both robotics and biology.” Un- published, 2002. W. G. Aguilar, M. A. Luna, J. F. Moya, and V. Abad, “ROBOT SALAMAN- DRA ANFIBIO CON LOCOMOCIÓN BIOINSPIRADA,” Ingenius, no. 17, pp. 51–69, 2017. A. J. Ijspeert, S. Grillner, and P. 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La elección de un sistema de alimentación adecuado, con baterías de alta capacidad, fue crucial para asegurar un funcionamiento continuo y eficiente. Además, se seleccionaron y diseñaron las etapas de potencia necesarias para que los actuadores recibieran la energía requerida. Paralelamente, se desarrollaron las partes mecánicas del robot utilizando materiales compatibles con la impresión 3D, lo que permitió la fabricación de componentes personalizados de manera flexible y económica. Esto incluyó la estructura del robot, sus articulaciones y las piezas necesarias para soportar su locomoción inspirada en la salamandra. La siguiente fase del proyecto se centró en la selección del modelo cinemático de locomoción. Se eligió un modelo adecuado que permitiera emular el movimiento de la salamandra, ajustándolo para garantizar su compatibilidad con los componentes electrónicos seleccionados. Este paso fue crucial para lograr un movimiento fluido y controlado del robot. En cuanto al software, se seleccionó un lenguaje de programación que se pudiera implementar en la unidad de procesamiento, permitiendo el control del robot y la ejecución del modelo cinemático de locomoción. El código desarrollado necesitaba ser flexible para futuras mejoras y ampliaciones, así como para la integración efectiva de los sensores y otros componentes. Finalmente, se diseñó un sistema de control de posición en 2D utilizando los sensores incorporados en el robot. Este sistema permitió mantener la trayectoria y posición del robot durante la locomoción, ajustando y corrigiendo el movimiento en tiempo real para asegurar su estabilidad y precisión.This project describes the design and implementation of a prototype robot inspired by the salamander P. Walt, with the aim of partially replicating its terrestrial locomotion. This work is a continuation of Daniel Hernandez's project entitled "Diseño y simulación de un robot inspirado en las salamandras capaz de imitar parcialmente su locomoción". Due to budget constraints, all components were redesigned to utilize more cost-effective options. The design process began with the selection of essential electronic components, including position and orientation sensors, actuators for precise movements, and a processing unit to coordinate the robot's signals and operations. The choice of a suitable power system, with high-capacity batteries, was crucial to ensure continuous and efficient operation. Additionally, the necessary power units were selected and designed to provide the required energy to the actuators. Simultaneously, the mechanical parts of the robot were developed using materials compatible with 3D printing, allowing for the flexible and cost-effective fabrication of customized components. This included the robot's structure, joints, and the necessary parts to support its salamander-inspired locomotion. The next phase of the project focused on selecting the kinematic locomotion model. A suitable model was chosen to emulate the salamander's motion, adjusting it to ensure compatibility with the selected electronic components. This step was crucial for achieving smooth and controlled motion of the robot. Regarding the software, a programming language that could be implemented in the processing unit was selected, enabling the control of the robot and the execution of the kinematic locomotion model. The developed code needed to be flexible for future improvements and expansions, as well as for the effective integration of sensors and other components. Finally, a 2D position control system was designed using the sensors incorporated into the robot. This system allowed the robot to maintain its trajectory and position during locomotion, adjusting and correcting movement in real-time to ensure stability and precision.pdfspaRobotSalamandraDiseño 3DControl de posiciónLocomociónOsciladoresIngeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicasRobots -- Diseño y construcciónRobótica -- InvestigacionesDesarrollo de prototiposRobotSalamander3D DesignPosition controlLocomotionOscillatorsImplementación y control de locomoción de un prototipo de robot salamandra de bajo costoImplementation and locomotion control of a low-cost salamander robot prototypebachelorThesisInvestigación-Innovacióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fRestringido (Solo Referencia)http://purl.org/coar/access_right/c_16ecD. E. A. Hernández Carreño, “Diseño y Simulación de un Robot Inspirado en las Salamandras Capaz de Imitar Parcialmente su Locomoción,” Tech Report, Facultad de Ingeniería. 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