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Desenvolvimento de Algoritmos de Controlo para Locomoção de um Robot Humanóide UNIVERSIDADE DE AVEIRO Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática.

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1 Desenvolvimento de Algoritmos de Controlo para Locomoção de um Robot Humanóide UNIVERSIDADE DE AVEIRO Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática Departamento de Engenharia Mecânica 3. Actuadores6. Conclusões 1. Enquadramento e Objectivos 2. Arquitectura do Robot 4. Controlo de Posição 5. Controlo de Equilíbrio A concepção de um Robot Humanóide constitui um dos maiores desafios na área da robótica: construir um ser artificial semelhante ao homem é um sonho inato do nosso engenho. Marcas como a Sony ou a Honda já deram os primeiros passos. Neste sentido, um grupo do Departamento de Engenharia Mecânica iniciou em 2003 a construção de uma plataforma humanóide de baixo custo no sentido de realizar investigação em áreas tão diversas como o controlo, a percepção e a navegação. Neste trabalho pretende-se desenvolver e implementar um conjunto de estratégias e algoritmos de controlo para o robot Humanóide. O projecto pode ser decomposto nas seguintes fases: Melhoramento dos algoritmos de comunicação entre os diversos nós; Desenvolvimento de estratégias de controlo a adoptar na actuação das juntas, relativas à locomoção; Implementação de um controlador de equilíbrio. 2005/06 Orientação: Filipe M.T. SilvaDETI-IEETA Vítor M.F. SantosDEM-TEMA Autoria: Milton Ruas da Silva,N.º Mec LEET Plataforma Humanóide 22 graus de liberdade Peso: 6 Kg Altura: 60 cm Arquitectura distribuída PC: envio de ordens de actuação e consulta sensorial Master: gestão de tráfego 8 Slaves: controlo local Comunicação CAN: 833 Kbps Mensagens time-triggered T rotação (8 slaves)=8ms Unidades de Controlo (Master/Slave) Unidades de Controlo (Master/Slave) Até 3 juntas controladas por um Slave Actuação nas juntas: Servomotores HITEC Relativamente baratos e pequenos Controlador de posição incluído Disponibiliza sinal de saída com informação da posição e da corrente consumida pelo servo Movimento de Flexão Correias de transmissão para redução de binário Main Control RS232 Master CAN BUS Slaves AplicaçãoModelo Mass a (g) Binári o (N.m) Braços & juntas de baixo binárioHS85BB~ Pernas & juntas de elevado binárioHS805BB Movimento Lateral Carga de 2.1 Kg Com as crescentes exigências de binário, a resposta do servo deteriora-se! Solução: Compensação por SW! Lei de Controlo: Δq=K·J T ·CoP Δq: Velocidade das juntas J: Jacobiano do Centro de Pressão (CoP) Lei de Controlo: Δq=K·J T ·CoP Δq: Velocidade das juntas J: Jacobiano do Centro de Pressão (CoP) Equilíbrio realizado através de sensores de Força nos pés Actuação e Leitura Sensorial A arquitectura distribuída apresenta várias vantagens: Sistemas de controlo mais simples e fiáveis; Debugging simplificado. Os servomotores revelam-se adequados para o Controlo da Locomoção: Controlo de velocidade introduzido pela aplicação de trajectórias; Controlo de posição optimizado com a adição de um compensador PID; Infelizmente a compensação não contempla as variações de Inércia. Controlo de equilíbrio usando sensores de força: Realização com sucesso! Mais evoluções em vista a curto prazo. Perspectivas futuras: Utilização da corrente medida para adaptação da compensação de posição de modo a contemplar as variações de Inércia; Integração do controlo de posição com o controlo de equilíbrio; Substituição do PC por uma embedded motherboard nano-ITX; …


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