Autonóm hexapod tervezése és vezérlése

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

Mai társadalmunkban a kerekes hajtás gondolata olyan mélyen gyökerezik, hogy gyakran bele sem gondolunk, hogy más módjai is lehetnek a földi közlekedésnek, bár a biológiai példák – lábas állatok – körbevesznek minket. Mivel a Föld felszínének jelentős része nem járható kerekes és lánctalpas járművek számára, a lábbal rendelkező robotok és járművek értékes eszközt jelenthetnek bizonyos feladatok ellátásában, mivel felépítésükből adódóan nehéz terepen is könnyen mozognak.

A projekt célja egy hexapod – hatlábú – robot tervezése és megépítése volt. Ezek a robotok viszonylagos egyszerűségükből adódóan gyorsan elterjedhetnek a mindennapi és ipari feladatok ellátásában. A szakdolgozat ennek a projektnek a dokumentációja, az anyagválasztástól egészen a robot irányításáig.

A testet CAD szoftver segítségével terveztem meg. Fontos tervezési szempont volt, hogy a robot robosztus, de mozgékony legyen. A mechanikát kézi szerszámok segítségével gyártottam le. Ennek hátránya az alacsony gyártási pontosság, ami utólagos korrekciót tesz szükségessé.

A kinematikai modelleket felállításakor a robot lábai három szabadságfokú robotkarnak tekinthetőek. A robot mozgása hangyák és más rovarok mozgásán alapszik. Ezek az ízeltlábúak az úgynevezett váltott háromlábú módszerrel járnak, azaz a járás során mindig legalább három láb érintkezik a földdel, ami így stabil támaszt nyújt. A mozgásterv és a kinematikai modellek segítségével egy LabVIEW szimuláció is készült egy lábról.

A szervók és a mikrokontroller áramellátásához megfelelő feszültség előállításához egy DC/DC átalakítót terveztem, feszültség stabilizáló áramkörökkel kiegészítve. Ezeket nyomtatott áramkörrel valósítottam meg, amely a mikrokontroller által előállított vezérlőjelek továbbítását is végzi.

A vezérlést egy STM32 Nucleo mikrokontroller és egy PCA9685 PWM vezérlő áramkör együttesen végzi. Utóbbi kiegészíti a mikrokontrollert, mivel az a szükséges 18 helyett csupán négy független impulzusszélesség vezérelt jel előállítására képes.

A robot megépült, és a tervezett módon mozog. Ez azonban nem jelenti a projekt végét, mivel egy robot mindig fejleszthető tovább, ebben az esetben bonyolultabb mozgásformákkal vagy akár szenzorok segítségével.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.