25 szabadságfokú humanoid robot tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Daniel, a humanoid robot ötlete 2014-ben született meg. Szerettem volna egy egyedi, saját tervezésű, kutatási célra szánt humanoid robot.

Az elsődleges szempont számomra a kutatásra való alkalmasság, e mellett a konkurens robotokhoz képest több szabadságfokot szerettem volna, annak érdekében, hogy komplexebb kísérletekhez is alkalmas legyen.

Több, mint 3 év tervezést, fejlesztést és gyártást követően a humanoid robotom többnyire elkészült. Közel 70cm magas, 6kg-os, továbbá 25 szabadsági fokkal rendelkezik. A vázát egyedi alumínium szerkezet alkotja, amely több helyen is csapágyas szerkezettel van megtámogatva.

A testében található egy számítógép ARM processzorral, FPGA-val és egy saját tervezésű elektronikai áramkör, amely gondoskodik a rendszer áramellátásáról, az aktuátorok, a szenzorok csatolásáról és a későbbi bővíthetőségről. Minden számítás, érzékelés, vezérlés és szabályzás a roboton belül zajlik, így autonóm robotként használható.

Egy szoftveres keretrendszert készítettem a robot számára, ami könnyen és gyorsan használható modulokat, függvényeket tartalmaz, amelyek univerzálisan felhasználhatók.

Daniel, a humanoid robot elkészítése közben már sokat gondolkodtam, milyen kutatással lenne érdemes foglalkozni. Olyan területet szerettem volna választani, amely aktuális és valós felhasználási területtel is rendelkezik. Így esett a választásom a dinamikus egyensúlyozásra.

Az aktív dinamikus egyensúlyozás a humanoid robotok esetén rendkívül fontos, viszont még napjainkban sem egy triviális feladat. Daniel az emberhez hasonló módon igyekszik kiegyensúlyozni magát az oldalról érkező behatásokkal szemben. Egyszerűsített dinamikai modell alapján kapott differenciálegyenleteket és PID szabályzást használok ennek eléréséhez. A dolgozatomban bemutatom az egylábon való egyensúlyozás elméleti és gyakorlati megvalósítását. A későbbiekben ezeket az a tapasztalatokat szeretném felhasználni egy dinamikus járásalgoritmus elkészítéséhez.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.