Robots

DISEÑO DE ROBOTS ÁPODOS
Autor: Juan González Gómez Tutor: Eduardo Boemo 22/Julio/2003

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Resumen
En este trabajo se realiza un estudio teórico sobre los robots ápodos existentes, centrándose en la robótica modular reconfigurable aplicada al problema de la locomoción. Se diseña un módulo pequeño y sencillo, con un servomecanismo, que permite construir robots ápodos que se puedan mover bienen línea recta o bien en un plano. Con cuatro de estos módulos, se construye el robot ápodo Cube Reloaded y se adapta el software y la electrónica desarrolados en Cube 2.0, un gusano ápodo previamente diseñado. Se proponen dos maneras alternativas de controlar el gusano, usando FPGAs, una mediante lógica combinación y secuencial y otra con una CPU empotrada. Finalmente se realizan pruebas demovimiento y se consigue que Cube Reloaded pueda superar un circuito de pruebas constituido por un cilindro de 8 cm de diámetro y un escalón de 3.5 cm de alto, lo que pone de manifiesto la versatilidad en la locomoción.

Palabras clave
Robótica, microbótica, mecatrónica, gusano, ápodo, serpiente, microcontroladores, FPGA, electrónica, hardware

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Índice general
1. Introducción 1.1.Encuadre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1. Locomoción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2. El problema de la locomoción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2.1. CMU Ambler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2.2. Dante II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2.3. Necesidad de más versatilidad . . . .. . . . . . . . . . 1.1.3. Robótica Modular Reconfigurable . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3.1. Modularidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3.2. Reconfigurabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3.3. Características de los robots modulares reconfigurables 1.1.3.4. Tipos de robots reconfigurables . . . . . . . . . . . . . 1.2. Resumiendo . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Organización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Robótica modular reconfigurable: Polypod y Polybot 2.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Explorando la viabilidad y versatilidad . . 2.3. Polypod . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2.3.1. Los módulos . . . . . . . . . . . 2.3.2. Electrónica y sensores . . . . . . 2.3.3. Distintas formas de locomoción . 2.3.4. Control . . . . . . . . . . . . . . 2.3.5. Resumen . . . . . . . . . . . . . 2.4. Taxonomía de los tipos de movimiento . . 2.4.1. Definiciones . . . . . . . . . . . 2.4.2. Patrones simples . . . . . . . . . 2.4.3. Patrones compuestos . . . . . . . 2.4.4. Análisis . . .. . . . . . . . . . . 2.5. Polybot . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1. Introducción . . . . . . . . . . . 2.5.2. Generación 1 (G1) . . . . . . . . 2.5.2.1. Mecánica . . . . . . . . 2.5.3. Electrónica, sensores y actuadores 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 11 11 13 14 14 15 16 16 17 18 18 18 19 19 21 21 21 22 22 22 24 26 27 27 28 28 29 29 29 29 30 30 32

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