Hexapod Ignác

Autori:	Martin Psotka, Vladimír Beňák
Študijný odbor:	Robotika a kybernetika	3. Bc. (2019)

Opis projektu

Cieľom tohto projektu bolo zdokonalenie už existujúceho HEXAPODU, čo je šesťnohý kráčajúci robot svojou stavbou pripomínajúc pavúka.

Po menej úspešnej účasti na robotickej súťaži ISTROBOT, ktorá sa konala v roku 2018 sme analyzovali nedostatky nášho kráčajúceho HEXAPODU. Z analýzy sme zistili, že robot nedodržuje požadovaný smer kráčania a neudržuje svoj pohyb vo vymedzených hraniciach. Táto zmena smeru je spôsobená nepresným dosahovaním požadovaných polôh servomotorov, ktoré pohybujú končatinami robota a tým udávajú robota do pohybu.

Analýza 1

Problematiku HEXAPODU sme zaznamenali postupným získavaním skúseností v tejto oblasti. Už pred účasťou na súťaži ISTROBOT 2018 sme zaznamenali problém s HEXAPODOM, kedy sme postrehli, že robot nie je schopný udržať sa vo vymedzených hraniciach na dráhe určenej pre robotí šprint. Keďže v tom čase sme nemali čas na nápravu tohto problému, tak problém sme riešili postupným ladením jednotlivých servomotorov. Žiaľ tento spôsob sa nám neosvedčil, pretože sme zistili, že akokoľvek prestavíme požadovanú hodnotu, tak servomotor nám presne túto hodnotu nedosiahne z dôvodu menšej nosnosti jednotlivých motorov. Naším návrhom bolo odstránenie prebytočných častí systému, ktoré neboli využívané. Z toho dôvodu sme sa rozhodli pre odstránenie jedného kĺbu (servomotoru), ktorý nebol využívaný a zbytočne zaťažoval konštrukciu robota. Týmto spôsobom by sa mala konštrukcia odľahčiť a motory by mali väčšiu šancu dosiahnuť požadovanú polohu.

Analýza 2

Po vykonaní analýzy 1 a následne po aplikácií jednotlivých krokov, ktoré mali vyriešiť analyzovaný problém sme zistili, že problém pretrváva. Z toho dôvodu sme sa rozhodli pridať na robota kameru k mikropočítaču Raspberry Pi 3, ktorá nám poskytuje vizuálny kontakt s okolím a vďaka tomuto vizuálnemu kontaktu získavame spätnú väzbu, za pomoci ktorej dokážeme presnejšie riadiť robota.

Popis riešenia

Po vykonaní analýzy 1 sme zistili, že musíme nanovo navrhnúť nohy robota. Po prekonzultovaní možnosti sme sa rozhodli odstrániť jeden kĺb, ktorý pre náš robotí šprint bol nevyužívaný.

Použité komponenty

1. Raspberry Pi 3
2. Časti tela vytlačené na 3D tlačiarni
3. 12 servomotorov
4. Kábliky
5. 2 tlačidlá
6. Powerbanka
7. Batéria na napájanie motorov
8. Kamera pre Raspberry Pi

Algoritmus a program

Program na riadenie robota sme vytvorili v programovacom prostredí MATLAB & Simulink 2019a za pomoci podporných balíkov pre Raspberry Pi. V prostredí Simulink, konkrétne v bloku Stateflow, ktorý slúži na tvorbu udalostných systémov, sme ovládali chod jednotlivých servomotorov, a teda sme v ňom vytvorili schému chôdze a bloky, ktoré riadili jeho otáčanie. Z obrazu získaného z kamery sa po spracovaní vyhodnocuje v MATLAB Funkcii, či sa robot nepriblížil k čiare. Ak sa priblíži k pravej alebo ľavej čiare, tak sa pootočí do opačnej strany.

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Výsledok

Nezabudnite zdokumentovať výsledok vašej práce. Určite sem patria fotografie, video a zhodnotenie ako ste spokojní s výsledkom,

Kľúčové slová 'Category', ktoré sú na konci stránky nemeňte.