Ciclo de marcha de un robot bípedo con 6 grados de libertad mediante Arduino + Matlab

Ciclo de marcha de un robot bípedo con 6 grados de libertad mediante
Arduino + Matlab
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Alejandro Ortega Mena , Alonso Ernesto Solis Galindo ,
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Escuela Superior de Tizayuca Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Km 2.5 Carretera
Federal Tizayuca-Pachuca, C.P. 43800, Tizayuca, Hidalgo. México
e-mail: xolotltuzo@hotmail.com; soliser@uaeh.edu.mx
Gaby Yolanda Vega Cano

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Escuela Superior de Tizayuca Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Km 2.5 Carretera
Federal Tizayuca-Pachuca, C.P. 43800, Tizayuca, Hidalgo. México
e-mail: gaby_yolanda@hotmail.com

RESUMEN.
Dichas investigaciones muestran que la marcha humana tiene como características bien
identificadas que corresponden a la fase de apoyo del 60% del ciclo y el 40% restante a la fase deoscilación. El objetivo de la investigación es contrastar la marcha que puede ser establecida sobre
un robot bípedo con 6 grados de libertad controlándolo mediante el software libre de Arduino
además de emplear una interfaz desarrollada en Matlab, mediante los cuales se programan los
movimientos necesarios para cada eslabón logrando un movimiento que se asemeja lo más
posible al que tiene el cuerpohumano.
PALABRAS CLAVE: Robot Bípedo, ciclo de marcha, Arduino, Matlab
1. INTRODUCCIÓN
Dentro de las diferentes funciones mecánicas complejas que realiza el cuerpo humano, se
encuentra el proceso de marcha para lograr el desplazamiento de un lugar a otro. Este proceso
representa uno de los movimientos más complejos e interesantes que el ser humano puede
realizar diariamente. El análisis de lamarcha en el sentido de la estática y la dinámica en robots
bípedos ha tenido un mayor auge en los últimos años por las múltiples ventajas que representa la
movilidad a través de extremidades con respecto a la realizada sobre ruedas. Uno de los
elementos esenciales para lograr el ciclo de marcha en un robot bípedo se encuentra en lograr el
equilibrio, considerando para ello el concepto deCentro de Masa de toda la estructura que define
al robot ya sea cuando se desee conservar el balanceo estático o el movimiento que implica
mantenerse cuando el bípedo se está desplazando sobre la superficie.
Es por ello que la generación de bípedos es una de las áreas más recurrente al momento de
realizar trabajos prácticos sobre la programación de dispositivos reconfigurables y por ello elestablecimiento de algoritmos y/o técnicas que permitan el desplazamiento de un punto a otro, es
decir, el establecimiento del ciclo de marcha si el medio de locomoción es a través de extremidades
movibles para ello.
Dentro de los requisitos necesarios para que un individuo pueda establecer la marcha se citan los
siguientes [1]:


Cada una de las piernas deben ser capaces de soportar el pesodel cuerpo sin
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



colapsarse.
El equilibrio de todo el individuo debe ser mantenido tanto de forma estática como
dinámica.
La pierna que se encuentre oscilando debe ser capaz de avanzar hasta una posición
en la cual se pueda convertir en la pierna de soporte.
El individuo debe proporcionar la fuerza suficiente para realizar el movimiento de las
extremidades y avanzar el tronco.El ciclo de marcha puede definirse como “el intercambio continuo de estabilidad y movilidad;
acciones tales como comenzar el movimiento, detenerlo, realizar cambios en la dirección o en la
velocidad son necesarios para realizar acciones tan comunes como estar de pie, andar o correr”[1].
Para establecer el ciclo de marcha es necesario definirlo y establecerlo de tal forma que seaestáticamente estable y para ello es necesario lograr por separado tanto el balanceo como el
avance. Es en esta parte donde el centro de masa del bípedo juega un papel importante ya que al
momento en que se está desarrollando la marcha la misma inercia podría ocasionar que el centro
de masas se esté ubicando constantemente al borde del polígono de soporte que las mismas
extremidades del bípedo...