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Desenvolvimento e Integração das Subestruturas Inferior e Superior para a Locomoção de uma Plataforma Humanóide Autores: Nuno Beça n.º mec: 20075 Ângelo.

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1 Desenvolvimento e Integração das Subestruturas Inferior e Superior para a Locomoção de uma Plataforma Humanóide Autores: Nuno Beça n.º mec: Ângelo Cardoso n.º mec: Orientadores: Professor Vítor Santos. Professor Filipe Silva. Aveiro, 18 de Fevereiro de 2005 Projecto Humanóide Universidade de Aveiro Departamento de Engenharia Mecânica Universidade de Aveiro

2 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.

3 A plataforma existente Tabela 1 - Resumo dos pesos de cada estrutura. Tabela 2 - Graus de liberdade da plataforma humanóide. Altura 600mm Peso 5000g Graus Liberdade = 18

4 Sequência de trabalho realizado: 1º Familiarização com o trabalho realizado no ano anterior. 2º Montagem da perna existente

5 3º Resolução das limitações detectadas: –Solução para garantir o entreeixo no Pé. –Solução para o joelho, passar o movimento à estrutura. Como a transmissão é feita por roda dentada, é necessário garantir o entreeixo para assim obter uma boa transmissão. Para passar o movimento do motor da perna para a coxa (joelho), colou-se uma roseta à estrutura onde encaixa um veio.

6 4º Modelagem completa em CATIA V5 das duas pernas. 5º Estudo e concepção de soluções para a anca e ligação à mesma (junta esférica)

7 6º Montagem das duas pernas e anca A montagem da subestrutura inferior serviu para: testar os servomotores. confirmar os ângulos permitidos em cada junta.

8 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;

9 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.

10 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

11 10º Determinação do centro de massa e parâmetros de locomoção do robot 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) <= %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). 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.

12 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;

13 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)

14 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.

15 Autores: Nuno Beça n.º mec: Ângelo Cardoso n.º mec: 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 PHUA


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