Robot sumo

Diseño del Sistema Mecánico y el Programa De Control de un Robot Sumo de Acuerdo a las Especificaciones del CER2009

Ximena Benavides, Javier Fontalvo, Angélica Jaramillo,
Santiago Sandovalín, Felipe Sarche, Mario Vega

Resumen.- El presente artículo describe el funcionamiento del sistema mecánico y la lógica de programación de un robot sumo que cumpla con las especificaciones previstaspara el concurso CER2009 de robótica. Se muestran las características principales de la constitución física del robot, los sensores escogidos para la detección del robot rival y de los límites del área de combate y la distribución y control del conjunto conformado por los dos motores que impulsan al sistema y la fuente de poder. La lógica del funcionamiento también es indicada, acompañada por eldiagrama de flujo del programa de control del sistema.

Introducción
El combate sumo consiste en el enfrentamiento de dos robots, conocidos como sumobots, cada uno de los cuales procura sacar al otro del área de combate, conocida como ring, a la vez que debe evitar el ser sacado de ella por su rival. El concurso de robótica CER2009, en cuyas bases se basa el sumobot presentado en artículo, definedos categorías sumo liviano con un peso de 3kg+/-10% para la categoría liviana, y de 3.10 a 4kg para la categoría pesada. En el caso del sumobot presentado, este ingresa dentro de la categoría pesada, con un peso neto de 3.66 kg. Las principales preocupaciones a la hora de construir un robot sumo deben estar centradas en la elección correcta de los sensores destinados tanto a la detección deladversario como a la detección del borde del área de combate, con lo cual se pueden realizar las acciones necesarias para evitar el ser sacado de ella. Además debe tenerse en cuenta el tipo de motores que deben utilizarse, teniendo en cuenta que el sumobot debe ser lo suficientemente potente para impulsar al contrario fuera del ring y además poseer la capacidad para frenar con la suficiente rapidezy eficiencia al llegar al borde sin salir del área de combate. Debe tomarse en cuenta también que el robot debe ser totalmente autónomo, por lo que la fuente de energía debe estar integrada en el sistema mecánico. Con todo lo especificado anteriormente debe corresponder la lógica que gobierna el comportamiento del robot sumo, lo que lleva a una de las acciones más importantes en el diseño de unsumobot: la programación del sistema microprocesado. El programa de control del robot debe contemplar las acciones de ataque y evasión, el retorno desde el borde hacia la pista al detectar el borde blanco que limita al ring así como otras acciones adicionales tales como el tiempo de seguridad, en el caso de la competición de 7 segundos.
Sistema mecánico
El robot está formado por una carcasa deacero inoxidable, de medidas 25cm de largo, 20 cm de ancho y 15 cm de altura. A partir de los 20 cm de largo se coloca una plataforma inclinada 45° y elevada del suelo 2 cm, lo que permite incrementar la efectividad del golpe a la vez que disminuye los efectos de un ataque frontal por parte del sumobot contrario.
El sumobot es impulsado mediante dos motores, cada uno de los cuales se encarga demanejar un lado del robot. La disposición de los motores se muestra en la figura 1.

Figura 1. Distribución de los motores en el sumobot

Los motores utilizados en el robot son motores de DC de 4V y 3A, usados en taladros pequeños, con los cuales se obtiene una potencia alta: 8W lo que se traduce en un alto torque en los ejes de las ruedas logrando con esto el impulso suficiente para sacaral rival de la tarima. La velocidad de los motores DC es de 295 rpm con la caja reductora, lo que significa una rapidez del sumobot alta. Por construcción los motores vienen acoplados a una caja reductora, conjunto que le confiere al eje la característica de necesitar una alta potencia para moverlo, esto permite el evitar la construcción de un circuito de freno regenerativo, que hubiera sido...