Čtvernohý robot s vnitřní diagnostikou

Abstract

Cílem této práce je navrhnout čtyřnohý robot inspirovaný bioorganismy a vybavit jej senzory a výpočty pro vnitřní diagnostiku systému. Práce se zabývá konstrukčním návrhem mechanismu, kde většina konstruovaných dílů je určena pro výrobu na 3D tiskárně. Dále se zabývá specifikací hardwarových komponentů. Pro použitý mikrokontroler byla vyrobena rozšiřující deska plošných spojů pro připojení servomotorů. Senzorický subsystém robotu obsahuje detekci doteků noh, měření proudu, napětí akumulátoru a úhlů natočení těla robotu pomocí IMU. Práce popisuje tvorbu programů na PC a v robotu, použitou strukturu kódu a použité algoritmy. Robot komunikuje pomocí vlastního sériového protokolu. V robotu probíhají výpočty generování pohybu, inverzní kinematiky, polohy těžiště a detekce kolizí. Pro robot byl vytvořen simulační model v programu V-Rep, na kterém byly testovány použité algoritmy.

The goal of this thesis is to design a quadruped robot inspired by bioorganisms and equip it with internal sensors. The thesis deals with mechanical design of the robot, where the majority of parts is designed for 3D printing. The thesis also deals with hardware specifications. An additional PCB has been manufactured to expand the capabilities of the used microcontroller. The sensory subsystem consists of foothold detection, current and voltage measurements and orientation detection using an IMU. The thesis describes development of the software for PC and the robot, used code structure and algorithms. The robot communicates using a custom serial protocol. Movement generation, inverse kinematics, center of gravity position and collision detection are all being calculated onboard the robot. A simulation model has been built in V-Rep, on which the used algorithms were tested.