Acelerometro
Páginas: 114 (28435 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
INTRUMENTACIÓN DE UN ROBOT BÍPEDO
DE 12 GDL: SENSORES DE POSICIÓN, PRESIÓN E
INGERCIAL
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECATRÓNICO
PRESENTA:
ERNESTO VILLALOBOS GUERRERO
Director de tesis:
Dr. Edmundo Gabriel Rocha Cózatl
CIUDAD UNIVERSITARIA, MÉXICO, D.F.
2013
Instrumentaci´on de un Robot B´ıpedo de 12 GDL:Sensores de
Posici´on, Presi´on e Inercial
Ernesto Villalobos Guerrero
mi´ercoles, 15 de mayo de 2013
Agradecimientos
A mis padres por el apoyo que me han dado durante toda mi vida, pero principalmente a Josefina Guerrero
Ch´avez por todo su amor y compa˜
n´ıa
A mis hermanos Victoria y Fernando por su inmensa alegr´ıa y cari˜
no, por tantos momentos juntos
A Edmundo y Octavio quien me brindaronla oportunidad de continuar en este proyecto
A mis amigos Victor, Pedro, Daniela y Javier que han estado a mi lado compartiendo
A Konny y Rafael que me ayudaron a terminar mi trabajo
1
2
Esta trabajo se lo dedico a Pepe y Chaya
´Indice general
1. Introducci´
on
5
2. Robots b´ıpedos y criterios de estabilidad
2.1. Escenario Hist´
orico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
2.2. Escenario Actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Criterios importantes sobre estabilidad en marcha b´ıpeda . . . . . . . . . . .
2.3.1. Ground Projection of the Center of Mass (GCOM) . . . . . . . . . .
2.3.2. Zero Moment Point (ZMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3. Foot Rotation Indicatior (FRI) . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .
2.3.4. Diferencia entre ZMP y CoP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5. Zero Moment Point (ZMP) y Fictitious Zero Moment Point (FZMP)
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3. Sensores relevantes para una marcha b´ıpeda
3.1.Receptores naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. O´ıdo interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Ojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3. Tacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Sensores artificiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1. Sensores inerciales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1.1. Aceler´
ometros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1.2. Principio de funcionamiento de un aceler´ometro . .
3.2.1.3. Giroscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2. Sensores de fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3. Sensores de posici´
on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.1.Encoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.2. Potenci´
ometro angular . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.3. Sensor ultras´
onico . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Ejemplo de instrumentaci´
on b´ıpeda: Robot Nao de Aldebaran . . . . .
3.3.1. Sensado de Nao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1.1. Sensor inercial usado en el proyecto Nao . . . . . . .3.3.1.2. Nao y sus sensores de fuerza . . . . . . . . . . . .
3.3.1.3. Las articulaciones de Nao y sus sensores de posici´on
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4. Sensores utilizados en el robot b´ıpedo Scout
4.1. Sensores resistivos de fuerza . . . . . . . . . . . ....
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FACULTAD DE INGENIERÍA
INTRUMENTACIÓN DE UN ROBOT BÍPEDO
DE 12 GDL: SENSORES DE POSICIÓN, PRESIÓN E
INGERCIAL
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
INGENIERO MECATRÓNICO
PRESENTA:
ERNESTO VILLALOBOS GUERRERO
Director de tesis:
Dr. Edmundo Gabriel Rocha Cózatl
CIUDAD UNIVERSITARIA, MÉXICO, D.F.
2013
Instrumentaci´on de un Robot B´ıpedo de 12 GDL:Sensores de
Posici´on, Presi´on e Inercial
Ernesto Villalobos Guerrero
mi´ercoles, 15 de mayo de 2013
Agradecimientos
A mis padres por el apoyo que me han dado durante toda mi vida, pero principalmente a Josefina Guerrero
Ch´avez por todo su amor y compa˜
n´ıa
A mis hermanos Victoria y Fernando por su inmensa alegr´ıa y cari˜
no, por tantos momentos juntos
A Edmundo y Octavio quien me brindaronla oportunidad de continuar en este proyecto
A mis amigos Victor, Pedro, Daniela y Javier que han estado a mi lado compartiendo
A Konny y Rafael que me ayudaron a terminar mi trabajo
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Esta trabajo se lo dedico a Pepe y Chaya
´Indice general
1. Introducci´
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2. Robots b´ıpedos y criterios de estabilidad
2.1. Escenario Hist´
orico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
2.2. Escenario Actual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Criterios importantes sobre estabilidad en marcha b´ıpeda . . . . . . . . . . .
2.3.1. Ground Projection of the Center of Mass (GCOM) . . . . . . . . . .
2.3.2. Zero Moment Point (ZMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.3. Foot Rotation Indicatior (FRI) . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .
2.3.4. Diferencia entre ZMP y CoP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.5. Zero Moment Point (ZMP) y Fictitious Zero Moment Point (FZMP)
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3. Sensores relevantes para una marcha b´ıpeda
3.1.Receptores naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1. O´ıdo interno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Ojos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.3. Tacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Sensores artificiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1. Sensores inerciales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1.1. Aceler´
ometros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1.2. Principio de funcionamiento de un aceler´ometro . .
3.2.1.3. Giroscopio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2. Sensores de fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3. Sensores de posici´
on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.1.Encoders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.2. Potenci´
ometro angular . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3.3. Sensor ultras´
onico . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Ejemplo de instrumentaci´
on b´ıpeda: Robot Nao de Aldebaran . . . . .
3.3.1. Sensado de Nao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1.1. Sensor inercial usado en el proyecto Nao . . . . . . .3.3.1.2. Nao y sus sensores de fuerza . . . . . . . . . . . .
3.3.1.3. Las articulaciones de Nao y sus sensores de posici´on
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