Melanie v2.0 
Robot Hexápodo robusto de 3 dof/pata para terrenos abruptos.

Por Alejandro Alonso Puig
Abril 2.004
mundobot.com


Primer Premio Prueba Libre
HISPABOT 2004

 

Melanie es un robot hexápodo de 3 grados de libertad por pata, que por el novedoso diseño de patas de que dispone, puede transportar varios kilos sobre su cuerpo sin excesiva sobrecarga energética. Las pruebas en laboratorio han mostrado su capacidad para elevarse y caminar con al menos 4'5kg de carga adicional, dos veces su propio peso.

La versión 2.0 que se muestra en este informe técnico es una evolución de Melanie v1.0, a la que se han añadido algunas capacidades interesantes, como la programación gestual, la generación de movimientos por desplazamiento de ondas combinado con cinemática inversa, o la capacidad de caminar sobre terreno abrupto.

Existe una versión 3.0 con capacidades superiores. Se puede obtener información completa sobre esta versión aquí: Melanie-III

Algunas características básicas que definen a Melanie v 2.0 son las siguientes:

Mecánica

  • Medidas (cm): 33 x 31 x 20
  • Peso: 2.1 Kg
  • Estructura de PVC y Aluminio
  • 6 Patas. 3 grados de libertad por pata
  • Diseño de patas optimizado para minimizar consumo y maximizar potencia
  • Accionamiento mediante servos de radiocontrol (Doce de 3kgcm y seis de 5kgcm)

Electrónica

  • Circuito de control de servos con gestión de velocidad, controlado por puerto serie.
  • Circuito I/O, con 28 puertos de conversión A/D y 8 entradas/salidas digitales. Todos los chips son controlados por bus I2C. Medición de la posición de los 18 servos tomando la señal de sus potenciómetros. Medición del consumo de energía de los servos midiendo la caída de tensión en resistencias de ½ ohm. 
  • Batería de 6v NiMH 3300mAh para la alimentación de los servos
  • Batería de 9v NiCd para la alimentación de la electrónica de control
  • Sensor de medición de distancia por infrarrojos delantero orientable

Programación

  • Programa de control en PC desarrollado en Visual C++ 6.0
  • Grabación de secuencias de movimiento por programación gestual
  • Generación de movimientos por desplazamiento de tres ondas simultáneas y aplicación de algoritmos de cinemática inversa
  • Detección de obstáculos en el suelo por variación en el consumo de corriente y adaptación de las patas y trayectorias para solventar los mismos.

En este trabajo se hará mención a todos los aspectos mecánicos, electrónicos y de programación, así como conclusiones de la experiencia.

VIDEOS DE MELANIE 2.0

Melanie caminando con 4kg sobre su cuerpo (MPEG 7Mb) Melanie caminando sobre terreno abrupto 
(MPEG 7Mb)

 


BIBLIOGRAFÍA

Entomología Agrícola. Daniel G. Pesante Armstrong. Capítulo 7: http://www.uprm.edu/wciag/anscience/dpesante/4008/cap-7.PDF
Puchobot. Robot Cuadrúpedo. Andrés Prieto Moreno: http://www.iearobotics.com/personal/andres/proyectos/pucho/pucho.html
Cube Reloaded. Gusano robot. Juan González: http://www.iearobotics.com/personal/juan/doctorado/cube-reloaded/
Curso de cinemática directa e inversa (Univ.Guadalajara-Mexico): http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r78/r78.htm
Legs. General design considerations: http://www.frasco.demon.co.uk/rodney/mechan/design.htm
The Walking Machines Catalogue: http://www.walking-machines.org/
Silo4. Robot cuadrúpedo desarrollado por el CSIC: http://www.iai.csic.es/users/silo4/
An introduction to robot kinematics: http://www.generalrobotics.org/ppp/Kinematics_final.ppt 
MSCC20. credit card-sized control computers for driving up to 20 R/C servos. Oricom Technologies: http://www.oricomtech.com/mscc20.htm
CSerialPort v1.03 - Serial Port Wrapper. PJ Naugter:
http://www.codeproject.com/system/cserialport.asp