Desenvolvimento de um robô hexápode para estudos de adaptação de caminhada em ambientes não estruturados

dc.contributor.advisorCampo, Alexandre Brincalepe
dc.contributor.authorBachega, Rafael Pereira
dc.date.accessioned2017-10-03T22:58:24Z
dc.date.available2017-10-03T22:58:24Z
dc.date.issued2013
dc.description.abstractO presente trabalho apresenta a construção do robô hexápode biologicamente inspirado (MYRMEX-I) para ser usado como plataforma de desenvolvimento experimental e validar arquiteturas de controle. O robô será controlado por meio de um FPGA (Field Programable Gate Array). Sua principal contribuição é a criação de uma estrutura baseada em FPGA para a implementação dos algoritmos da cinemática inversa do robô, bem como introduzir sensores que permitem seu controle dinâmico, baseando na realimentação de forças. O controlador escolhido possibilitou a configuração para uma aplicação específica, um consequente ganho no desempenho aproveitando o paralelismo intrínseco desta arquitetura, e permite calcular as reações em tempo real. Para o controle, usou-se o programa gerador de módulos aritméticos FloPoCo – Floating-Point Cores, tendo por objetivo implementar a solução do algoritmo proposto para o robô hexápode desenvolvido. É feita a descrição da estrutura para esse tipo de robô, são apresentados os equacionamentos de seu modelo cinemático e proposta de trajetória do ponto de apoio das pernas, assim como, a configuração adotada para o FPGA. Durante a fase de desenvolvimento do robô (eletrônica e mecânica), foi possível encontrar os pontos com maiores níveis de tensão e compressão, a fim de enviar sinais para os transdutores, e medir indiretamente as forças de contato entre as pernas e o terreno. Os transdutores foram submetidos a experimentos e calibração que permitiram avaliar o seu desempenho. Este estudo permitiu alocar teoricamente nas melhores posições da estrutura mecânica um grupo de sensores, capazes de transmitir informações que representam o estado do robô e suas interações com o ambiente.pt_BR
dc.description.abstract2This paper presents the configuration for a bio-inspired walking robot to be used as a development experimental platform in order to validate control architectures. Field Programmable Gate Array (FPGA) has the ability to accelerate the complexes algorithms' computation. Even there aren't many libraries available which gives a standard of elementaries functions, as exponentials, logarithms and trigonometrics. This article presents the use of a generator for arithmetic cores freely available for the creation of an FPGA-based framework for the implementation of the algorithms of hexapod robot inverse kinematics developing. The algorithm is configured on a dedicated hardware (based on a FGPA processor) to allow the system to operate without needing a microcomputer supporting. The controller allowed the chosen configuration for a specific application, a consequent gain in performance leveraging the inherent parallelism of this architecture allowing acceleration of complex algorithms and allowing calculate the reactions in real time. Basing on direct exploitation of the properties of a robot’s mechanical structure, an approach for achieving force sensing is presented. During the robot’s (electronic and mechanical) developmental phase, we were able to determinate knots with increases levels of tension and compression, in order to send signals to the strain gauges and to indirectly measure contact forces between the legs and the terrain. This study allowed us to theoretically allocate a group of strain gauges on the optimal positions in the mechanical structure so that they can accomplish the dynamic control of the robot.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.bibliographicCitationBACHEGA, Rafael Pereira. Desenvolvimento de um robô hexápode para estudos de adaptação de caminhada em ambientes não estruturados. Orientador: Alexandre Brincalepe Campo. 2013. 84 f. Dissertação (Mestrado Profissional em Automação e Controle de Processos) - Instituto Federal de São Paulo, IFSP, São Paulo, 2013. Versão eletrônica.
dc.identifier.urihttp://repo.ifsp.edu.br/123456789/75
dc.identifier2.lattes1728511315210115
dc.publisherIFSP
dc.publisher.campiSÃO PAULO
dc.publisher.programMestrado Profissional em Automação e Controle de Processos.
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subject.keywordssistemas biologicamente inspirados
dc.subject.keywordsrobô hexápode
dc.subject.keywordscinemática
dc.subject.keywordssensoriamento de força
dc.subject.keywordscontrole dinâmico
dc.titleDesenvolvimento de um robô hexápode para estudos de adaptação de caminhada em ambientes não estruturados
dc.title.alternativeDevelopment of a hexapod robot for walking adaptation studies in unstructured environments
dc.typeTeses e Dissertações
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Bachega, Rafael Pereira.pdf
Tamanho:
4.66 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição: