Cuadripodos

Revista Tecnológica ESPOL, Vol. 20, N. 1, 65-72, (Octubre, 2007), ISSN : 0257-1749

Diseño e Implementación de un Robot Móvil Cuadrúpedo
E. Calle, I. Ávila, J. Zambrano Unidad de Investigación en Automática Universidad Politécnica Salesiana Calle Vieja 12-30 y Elia Liut, Cuenca, Ecuador. ecalleo@cue.ups.edu.ec; xetrom@hotmail.com; jzambranoabad@hotmail.com

Resumen
El presente resumenexpone ideas generales sobre el diseño e implementación de un robot cuadrúpedo, destinado al estudio de los métodos de locomoción en máquinas caminantes. En primer lugar se presenta el diseño mecánico del robot cuadrúpedo usando una herramienta de diseño asistido por computador (CAD). A continuación se estudia el análisis cinemática y dinámico que permite obtener diversos parámetros que sepresentarán durante la locomoción del robot. En función de estos parámetros y de los actuadores se realiza un ajuste al diseño original obteniéndose los planos finales para la construcción. Finalmente se expone la arquitectura física y lógica del sistema de control. Palabras Claves: Robots móviles cuadrúpedos, sistema multiprocesador, máquinas caminantes.

Abstract
This paper presents general ideason design and construction of a quadruped robot destined for the study of the methods of locomotion of walking machines. Firstly, this paper presents a mechanical design of the quadruped robot using a CAD (Computer Assisted Design) tool. Later, it shows the kinematics analysis and dynamic analysis that quantifies diverse parameters that take place during the locomotion of the robot. On the basisof these parameters there is a adjustment of the initial design to obtain the necessary plans for the construction. Finally the physical architecture and logic used to generate the respective signs of control are indicated. . Keywords: quadrupedal mobile robots, multiprocessor systems, walking machines.

1. Introducción
En la actualidad, el diseño de sistemas de locomoción de robotscaminantes se ha derivado del estudio de sistemas biológicos [1], especialmente de animales terrestres comunes, en los cuales se puede observar un sistema de locomoción basado en un conjunto de eslabones y articulaciones denominadas patas. La naturaleza ha encontrado a través de millones de años de evolución un sistema óptimo para el desplazamiento sobre terrenos irregulares, basado en el apoyo discretode las patas sobre el terreno, a lo que normalmente se denomina pasos. Las máquinas caminantes aprovechan este tipo de locomoción ya sea mediante uno o más puntos de apoyo (monópodos, bípedos, cuadrúpedos, hexápodos, etc.), convirtiéndolas en las máquinas ideales para espacios peligrosos y de difícil acceso. Por otra parte, estas máquinas exigen sistemas mecánicos y de control más complejos quelos usados por sistemas con ruedas, así como mayores niveles de sensorización, que hasta el momento limitan que sean industrialmente rentables, ya que los costos de fabricación y mantenimiento son mucho

más elevados que otros tipos de robots. Las principales características que presentan las máquinas caminantes son [2] [3]: • • • • Gran omnidireccionalidad. Capacidad de adaptación al terreno.Control de las fuerzas en los puntos de apoyo. Apoyos discretos en el terreno.

La mayoría de robots caminantes están destinados a la exploración de terrenos irregulares inaccesibles para el ser humano [4] [5]. Entre las principales aplicaciones de estas máquinas están la detección de minas personales, transportación de equipos y herramientas de construcción, trabajos de forestación, limpiezade fachadas, entre otros. La figura 1 muestra al robot caminante SILO 6 [2] desarrollado por el Instituto de Automática Industrial – CSIC en Madrid, para la detección de minas antipersonales. Por todas las características mencionadas las máquinas caminantes se convierten en mecanismos idóneos para desplazarse no solo por superficies horizontales, sino también por superficies con cierto...