“Desenvolvimento e
Integração das
Subestruturas Inferior e
Superior para a
Locomoção de uma
Plataforma Humanóide”
Autores:
Nuno Beça n.º mec: 20075
Ângelo Cardoso n.º mec: 23570
Orientadores:
Professor Vítor Santos.
Professor Filipe Silva.
Departamento de Engenharia Mecânica
Universidade de Aveiro
Aveiro, 18 de Fevereiro de 2005
Projecto Humanóide Universidade de Aveiro
Objectivos:
• Validação da solução já iniciada para a
subestrutura inferior.
• Concepção da subestrutura superior.
• Definição de padrões de locomoção.
• Aplicação de comando.
• Aplicação de monitorização.
A plataforma existente
Altura ≈ 600mm
Peso ≈ 5000g
Graus Liberdade = 18
Tabela 1 - Resumo dos pesos
de cada estrutura.
Tabela 2 - Graus de liberdade
da plataforma humanóide.
Estrutura
Peso (g)
Graus de Liberdade
Pé
355 (2x)
Cabeça
2
Tornozelo
81 (2x)
Perna
413 (2x)
Braços
1 (2x)
Coxa
344 (2x)
Tronco
2
Anca
294 (2x)
Barra Anca
964
Pernas
Pés
4 (2x)
2 (2x)
Cintura
217
Peito
286
Braço
32 (2x)
Pescoço
52
Cabeça
136
Total
4693
Sequência de trabalho realizado:
1º Familiarização com o
trabalho realizado no
ano anterior.
2º Montagem da perna
existente
3º Resolução das limitações detectadas:
– Solução para garantir o entreeixo no Pé.
Como a transmissão é feita por roda
dentada, é necessário garantir o
entreeixo para assim obter uma boa
transmissão.
– Solução para o joelho, passar o movimento à estrutura .
Para passar o movimento do motor da
perna para a coxa (joelho), colou-se uma
roseta à estrutura onde encaixa um veio.
4º Modelagem completa em
CATIA V5 das duas pernas.
5º Estudo e concepção de
soluções para a anca e
ligação à mesma (junta
esférica)
6º Montagem das duas pernas e anca
A
montagem
da
subestrutura
inferior
serviu para:
• testar os servomotores.
• confirmar os ângulos
permitidos
em
cada
junta.
7º Estudo de soluções para o tronco e cabeça
do robot.
Este deve:
•ser leve e compacto;
•ter espaço para sistemas
de controlo, motores dos
braços e pescoço;
•possibilidade de alterar os
braços;
•Tronco: 2 graus de
liberdade, inclinar para a
frente e para o lado;
•Pescoço: 2 graus de
liberdade, “olhar” para a
baixo e para os lados;
•Braço: 1 grau de liberdade,
para a frente;
8º Procura de solução para a elevada
flexão no veio do motor da anca (mudar
de direcção)
Devido aos elevados momentos de
flexão aplicados ao veio do motor da
anca quando se mudava de direcção,
colocou-se um rolamento axial de
esferas colado nas extremidades.
9º Procura de soluções para as baterias, para o
robot ser autónomo
As baterias devem ser:
•leves
•compactas
•elevada capacidade de carga
•fácil ligação (para fácil substituição)
CARACTERISTICAS:
4LI-2400
(7.2V/mah) 4800;
(Max Amp.**) 9.6;
Dimensões (mm): 37 x 37 x 65;
Peso( g):176
10º Determinação do centro de massa
e parâmetros de locomoção do robot
Facilita o estudo e concepção de toda estrutura, visto poder-se determinar
quais os ângulos para as determinadas posições, bem como os momentos
existentes em cada motor.
Precisamos de introduzir os valores da posição
pretendida, posição final da anca e posição do pé
esquerdo pretendida.
Pfinal=[-55 %deslocamento da anca ao lado (X)
5
%deslocamento da anca a frente (Y)
307
%altura da anca ao chão (Z) <=311
10
%desl do pé esquerdo à frente (Y)
5
%altura a que o segundo pé se eleva (Z)
0
%valor que perna direita vira [rad]
0];
%valor que perna esquerda vira [rad]
e quando executamos o MatLab, podemos ver a posição
dos centros de massa locais (*) e do centro de massa
Global (O).
11º Remodelação e alteração
dos componentes estruturais .
•
adaptadores para os motores,
diminuir o momento nos apoios dos
veios dos motores;
•
material do veio e roseta do joelho
para aço, devido ao desgaste do
alumínio;
•
alteração da posição dos motores,
aumentar a amplitude de movimento;
•
alteração da estrutura de nylon para
alumínio, para aumentar a rigidez da
plataforma;
Tarefas a fazer:
•
Realização de um programa de locomoção para o robot
(pernas + tronco)
•
Realização de uma interface de controlo e monitorização
•
Montagem completa e testes de locomoção
•
Estudo da solução para o controlo (PDA ou PC104)
Objectivos :
• Validação da solução já iniciada para a
subestrutura inferior.
• Concepção da subestrutura superior.
• Definição de padrões de locomoção.
• Aplicação de comando.
• Aplicação de monitorização.
Aveiro, 18 de Fevereiro de 2005
Projecto Humanóide Universidade de Aveiro
PHUA
Departamento de Engenharia Mecânica
Universidade de Aveiro
Autores:
Nuno Beça n.º mec: 20075
Ângelo Cardoso n.º mec: 23570
Orientadores:
Professor Vítor Santos.
Professor Filipe Silva.