Šešiakojo žingsniuojančio roboto valdymo sistemos kūrimas ir tyrimas

Abstract

Darbo tikslas – suprojektuoti šešiakojo žingsniuojančio roboto valdymo sistemą, sudaryti roboto valdymo algoritmus ir programas, realizuojančias skirtingas roboto eisenas. Sudarytiems valdymo algoritmams ir programoms ištirti, suprojektuoti bei pagaminti roboto maketą. Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamas šešiakojo žingsniuojančio roboto judėjimas. Aprašomas roboto kojų, turinčių tris judrumo laipsnius, atskirų dalių tarpusavio kampų radimas, taikant geometrinį atvirkštinės kinematikos metodą. Pateikiami kojos vieno žingsnio formavimo etapai, analizuojamos roboto eisenos. Aprašyta roboto maketo konstrukcija ir valdymo plokščių sudarymo eiga. Pateikiami roboto maketo valdymo algoritmai ir jų realizavimas mikrovaldikliuose. Kojų formuojamos trajektorijos ekspermentiškai tiriamos robotui žingsniuojant lygiu paviršiumi. Pagal gautus bandymų rezultatus koreguojami atvirkštinės kinematikos skaičiavimai ir atliekami pakartotiniai tyrimai. Darbą sudaro 8 dalys: įvadas, žingsniuojančių robotų ir jų valdymo būdų analizė, žingsnio etapų analizė ir modeliavimas, roboto maketo principinės elektrinės schemos sudarymas, roboto valdymo algoritmų ir programų sudarymas, roboto maketo judėjimo tyrimas, darbo rezultatų apibendrinimas, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 74 p. teksto be priedų, 69 iliustr., 7 lent., 29 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The aim of the thesis is to design a hexapod robot control system, develop robot control algorithms and programs which implement different robot gaits. In order to practically investigate created control algorithms and programs, to construct an experimental hexapod robot prototype. A walking hexapod locomotion is analyzed in this final master’s thesis. Movement angles between different hexapod foot parts consisting of three degrees of freedom are calculated using inverse kinematics method. Step formation stages of robot legs and different robot gaits are analyzed. Robot construction specifics and process of control board creation is presented and described. Realization of robot control algorithms using two microcontrollers are being analyzed and detailed. Stepping foot trajectory is investigated when hexapod moves on flat surfaces. According to obtained test results inverse kinematics calculations are adjusted and repeated tests are performed. Structure: introduction, analysis of walking robots and their control techniques, analysis and design of stepping stages, design and creation of robot principal electric schematic, design and creation of robot control algorithms and programs, research of robot locomotion, summary, references. Thesis consist of: 74 p. text without extras, 69 pictures, 7 tables, 29 bibliographical entries. Appendixes included.