Regisztráció és bejelentkezés

Hexapod robot tervezése és PIC mikrokontrollerrel való vezérlése

Manapság az elektronika és a digitális technika fejlődésével a robotok a különböző automatizált feladatokon kívül egyre nagyobb szerephez jutnak egyéb – oktatási, szórakoztatási, biztonságtechnikai – területeken is. Sok különböző robot létezik, amelyek közül a kerekeken mozgó típusok vezérlése egyszerűbb, mivel kevesebb motor alkalmazása szükséges, viszont a lábakon járók, jobb manőverezési képességeik miatt, egyenetlen terepen is stabilan tudnak állni, emiatt különösen alkalmasak például mentőakciókhoz.

A hexapod robot a természetben található rovarok által ihletett, 6 lábon mozgó mechanikus jármű, amivel kutatási, illetve hobbi célból is sokan foglalkoznak. A lábakon való mozgás különleges alkalmazásokat is lehetővé tesz a kerekeken guruló társaihoz képest, viszont vezérlése bonyolultabb, mivel sokkal több motor alkalmazása szükséges a feladat megoldásához. A dolgozatban szereplő robot is hat lábbal rendelkezik, lábanként 3 szervo motor felelős a lábak mozgatásáért, így összesen 18 szabadságfokú a robot. A szervo motorok vezérlése PWM (Pulse-width Modulation – Impulzusszélesség moduláció) jellel történik, aminek az előállítását egy TLC5940 típusú integrált áramkörrel valósítom meg, mivel a kereskedelemben nem található olyan mikrokontroller, ami 18 PWM kimenetet tudna biztosítani. A TLC5940 típusú áramkör eredetileg LED-ek meghajtására lett kifejlesztve, de erre a feladatra is alkalmas. A robot építésénél fontos szempont volt, hogy minél alacsonyabb költségekkel tudjam megvalósítani, ezért az általam használt, alacsony kategóriás TowerPro MG995 típusú szervo motorok nem alkalmasak pozíció visszajelzésre, így a mozgás szabályozása korlátozott. A robot szerkezete CAD modell alapján, rétegelt falemezből, lézervágással lett elkészítve. A motorok minősége és a rétegelt lemez használata miatt, a megépített robot egyelőre nem alkalmas a megfelelő kapacitású akkumulátorok felszerelésére, ami limitálja a mobilitását. Ugyanakkor így is jól felhasználható a hexapod mozgásának tesztelésére, az általam készített vezérlő algoritmus hangolására lehetőséget nyújtva a későbbi továbbfejlesztésekhez.

A dolgozat a robot tervezési fázisait írja le, a szerkezeti megvalósítások lehetőségeit, a különböző mozgási formák vizsgálatát, a lábak mozgásának az inverz kinematikai megoldását, a vezérlés 32-bites PIC mikrokontrolleren való megvalósítását, illetve a különböző szenzorok alkalmazási lehetőségeit.

szerző

  • Kristóf Tamás
    mechatronikai mérnöki
    nappali alapszak

konzulens

  • Dr. Stumpf Péter Pál
    adjunktus, Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

helyezés

Jutalom