Katedra řídicí techniky FEL ČVUT |
|
Kráčející robot "Spejbl" |
Dvounohý kráčející robot jménem Spejbl je vyvíjen na katedře řídicí techniky fakulty elektrotechnické ČVUT. Cílem práce je tvorba a řízení dvounohého chodícího robota. Řešení bylo soustředěno na samostatné nohy bez trupu. Záměrem bylo dosáhnout uspokojivé chůze, vytvořit robota jako rozšiřitelný a pružný systém, schopný sloužit studentům a výzkumníkům při zkoušení řídicích algoritmů.
robot Spejbl |
Můžete zhlédnout
Spejbl jde... |
Nejbližším zdrojem inspirace byl robot YABiRo z Polytechnické univerzity ve Valencii (krátký videozáznam robota YABiRo). Mechanickou konstrukcí z něj robot Spejbl vzdáleně vychází, nepoužívá ale táhlové ani jiné převody, nýbrž přímá napojení modelářských serv na navazující prvky. Tím velmi připomíná robota Pino a jiné podobné z modelářské oblasti. Narozdíl od robota Pino ovšem Spejbl obsahuje víceosé klouby, tzn. že osy se v nich protínají v jednom bodě.
Konstrukce je založena na dvanácti servomotorech Hitec s titanovou převodovkou, tvořících šest os pohybu na každé noze -- dvě osy v kotníku, jednu v koleni a tři v kyčli. Většina prvků byla navržena tak, aby mohla být vypálena laserem z duralového plechu (použity byly plechy síly 3mm, 5mm, 10mm).
Základem elektroniky robota jsou malé destičky s jednočipovým počítačem ARM v provedení Philips LPC2119, obsahujícím 4 vstupy 10bitového A/D převodníku, 6 výstupů PWM a řadič sběrnice CAN. Ke každému servomotoru je připevněna tato destička, další slouží na ústřední synchronizaci vzorkování a postupem času se tyto destičky vyskytnou i u dalších čidel.
Sběrnicí CAN je robot připojen k řídicímu počítači, kterým je v současné době PC, postupem času by jím měl být vestavěný počítač obsahující procesor ARM nebo SuperH. Řídicí počítač počítá s OS Linux a QNX. Na řídicím počítači běží programy pro animaci a přehrávání trajektorie, spolupracující s programy v mikropočítačích servomotorů.
Řízení chůze robota v současné nejjednodušší podobě je uskutečněno místní zpětnou vazbou v každém servomotoru, tvořícím polohový servomotor, a celkovým řízením dle pevné trajektorie pohybu ve všech dvanácti osách z řídicího systému bez celkové zpětné vazby. Robot úspěšně chodí statickou chůzí, tj. s těžištěm vždy nad chodidlem nebo nad chodidla spojující plochou, i za mírně změněných vnějších podmínek.
Pokračováním práce bude řízení v celkově uzavřené smyčce, využívající signály z přidaných senzorů tíže nebo tlaku, opět ovšem pro statickou chůzi. Dynamická chůze a samočinné plánování trajektorie je otázkou vzdálenější budoucnosti.
Robot Spejbl | http://rtime.felk.cvut.cz/~pecam1/spejbl/ nebo http://duch.cz/spejbl/ |
Marek Peca, KŘT FEL ČVUT <marek@duch.cz> |