MKNM "Synergia"

Stan: W trakcie realizacji

SynerDog

SynerDog

SynerDog jest zaprojektowany, jako niewielki czworonożny robot kroczący o czterech stopniach swobody na każdą nogę. Jego zadaniem będzie poruszanie się w możliwie najtrudniejszym terenie. Części nóg zostaną wykonane na drukarce 3D
z wytrzymałego materiału HIPS, natomiast główna rama robota będzie się składać z lekkich kompozytowych płyt.Napęd będzie stanowić szesnaście serwomechanizmów o momencie obrotowym 0,18Nm, co zapewni wystarczający zapas mocy
i dynamiki ruchów robota. Sterowaniem robota zajmie się płytka Raspberry Pi Zero z dodatkowo podłączonym szesnastokanałowym generatorem sygnałów PWM i sześciokanałowym odbiornikiem radiowym, poza tym zostanie wyposażony w kamerę i wiele czujników pozwalających na autonomiczne działanie.

Z założenia ta platforma ma być w połowie autonomiczna, oznacza to, że komenda chodzenia do przodu spowoduje również przekroczenie wszystkich przeszkód na drodze czworonoga (o ile jest to fizycznie wykonalne). W tym celu zostanie zaimplementowany matematyczny model robota. Na podstawie funkcji opisujących zależności między kątowym położeniem kolejnych segmentów nogi i położeniem końca nogi względem jej początku w układzie kartezjańskim, oraz umieszczenie nóg względem środka ciężkości zostanie napisany algorytm chodzenia uwzględniający wiele czynników.

Poruszanie się w różnie nachylonym terenie, oraz pokonywanie przeszkód wymaga uwzględnienia kilku zmiennych,
o których będą informować komputer robota odpowiednie sensory. Do sprawdzenia wysokości i szerokości przeszkody posłużą optyczne dalmierze ruchome w dwóch osiach, pozwoli to na dostosowanie wysokości podnoszenia danej nogi.
W czasie chodu tułów będzie wypoziomowany względem wektora przyspieszenia ziemskiego, wszelkie odchyły zostaną wykryte przez akcelerometr, dzięki temu robot wykryje nachylenie terenu, lub wystające przeszkody pod nogami,
a następnie skoryguje ustawienie kończyn. Przy dynamicznej zmianie przechyłu np. przy utracie równowagi komputer zostanie o tym poinformowany i podejmie działanie zapobiegające przewróceniu, lub uszkodzeniu robota. Po ukończeniu funkcji chodzenia SynerDog zostanie wyposażony o dodatkowe moduły pozwalające na bardziej autonomiczne działanie
np. kamerę.

Początkowo robot będzie chodzić w sposób stabilny statycznie (możemy zatrzymać ruch w każdym momencie bez utraty równowagi), później program zostanie rozszerzony o możliwość chodu stabilnego dynamicznie (np. tylko dwie nogi jednocześnie mają kontakt z podłożem, a równowaga jest zachowana dzięki dynamice ruchu) taki rodzaj poruszania
się jest znacznie bardziej efektywny, ale też trudniejszy do zaprogramowania.