Cube revolution

Diseño de robots ápodos: Cube Revolutions

Juan González Gómez
Escuela Politécnica Superior Universidad Autónoma de Madrid

Sicfima, Marzo 2004. ETSI Informática. UPM

Introducción

Robótica
Dos grandes áreas:
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Manipulación: Modificación de

●

Locomoción: Facultad para

los objetos del entorno

desplazarse de un lugar a otro

Robótica Industrial

Robótica MóvilLocomoción (I)
Clasificación de los Robots según los elementos que emplean para realizar la locomoción (efectores):
●

1- Robots con RUEDAS:
● ● ●

"sencillos" Más eficientes en cuanto a consumo Tecnología muy conocido y probada

Problema: Adaptados para una
superficie conocida a priori

Locomoción (II)
2- Robots con Orugas:
Muy similares a los robots con ruedas ● Son más "todoterreno"
●

Locomoción (III)
3-Robots con Patas

Bípedos
●

Cuadrúpedos

Hexápodos...

Mayor consumo ● Mayor complejidad ● Problema de la coordinación

Pueden, en principio, moverse por mayor variedad de terrenos

Locomoción (IV)
4- Otros: Robots que no emplean ni patas, ni ruedas ni orugas para desplazarse Ej. Robots ápodos

Locomoción (V)
●

El estudio de la locomoción seaborda desde diferente niveles:

Niveles Superiores

Planificación, Navegación

Nivel 2

Desplazamiento en un plano

Nivel 1

Incremento en línea recta

Robot

Robots ápodos
●

Características:
●

Sección muy pequeña Muy modulares Mayor versatilidad en la locomoción
●

●

●

Movimiento por un plano Por terrenos abruptos Trepar Movimiento por agujeros

●

●

●

●Aplicaciones: ¿Para qué construir un robot ápodo?
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Por curiosidad :-) Busqueda y rescate en zonas catastróficas Inspección de tuberías Endoscopio "activo"

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●

●

Robots Modulares Reconfigurables
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Los Robots ápodos son muy modulares: Cadenas de módulos

●

Un nuevo enfoque: Robótica Modular Reconfigurable
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Mark Yim, 1994: Polypod

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Nuevo enfoque en laconstrucción de robots

Diseño de robots a partir de módulos simples, que se unen y además se pueden reconfigurar
● ●

Los robots ápodos son el caso más simple

Introducción
Cube Revolutions: Plataforma modular y abierta, para la investigación en el campo de los robots ápodos
Constituido por 8 módulos ● Abierto: Toda la información está disponible para que cualquiera lo pueda construir omodificar: planos y software. ● Movimiento en línea recta ● Movimiento en un plano es mecánicamente viable, pero no implementado todavía ● Software de generación de secuencias de movimiento ● Modelo físico para la evaluación de las secuenicas (en desarrollo)
●

Po by we Li red nu x

Historia (I)
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Cube (2001)

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Cube Reloaded (2003)

Estudio viabilidad ● Coordinación de articulaciones● Sólo en línea recta
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Nueva mecánica: Módulos Y1 ● Locomoción con semiondas ● Mecánicamente puede "girar" ● Experimentos con FPGA
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Historia (II)
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Cube Revolutions (2004)
8 módulos Y1 ● Nuevas formas de locomoción ● Representación de resultados en Octave/Mathlab ● Modelo físico ● En proceso de diseño....
●

Mecánica (I)

Módulos Y1 ● Basados en los realizados por Mark Yimpara la primera generación de Polybot ● Se utilizan servos del tipo Futaba 3003 ● No tiene sensores
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Mecánica (II)
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Modelo 3D de los módulos (Blender)

2 módulos en fase

2 módulos desfasados

Mecánica (III)

Mecánica (IV)

Gusano virtual

Gusano real

Cableado

Dos placas "pasivas" ● Se conectan 4 servos a cada una ● Interconectadas mediante cable plano de bus ● Elbus lleva las señales de los 8 servos + la alimentación (VCC y GND)
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Electrónica

Al gusano

Al PC (RS-232)

Alimentación

Electrónica "Off-board" ● Un microcontrolador de 8 bits hace de "puente" entre el PC y los servos ● Servidor que permite mover 8 servos ● Implementaciones para los micros 6811 (CT6811) y 16F876 (SKYPIC)
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Alimentación
Alimentación "off-board" ● Fuente de...