En este post se hace una descripción general del robot presentado en la asignatura de Robótica Móvil. Este robot originalmente fue desarrollado para la competición Olimpic Robotic Challenge promovida por Makers UPV.

Diseño mecánico

Se trata de un robot holonómico, es decir, que todos sus grados de libertad son directamente controlables. Este robot es capaz de moverse en el plano XY sin necesidad de rotar, aunque también es capaz de hacerlo en el eje Z si se controla en modo diferencial.

El robot está diseñado y construido desde cero, empleando diversidad de materiales: madera, metal, plástico y elastómeros. Aunque inicialmente solo se diseñó parte de las ruedas mediante CAD (Fusion360), para el trabajo de la asignatura se terminó por modelar el robot completo dentro del software.

Cuerpo del robot

El cuerpo del robot esta hecho de contrachapado de 5mm cortado a mano con una segueta de marquetería y pegado con cola blanca. Se trata de un diseño ligero a la par que resistente, que mantiene de forma segura la electrónica en su interior. Debido a que el robot podía experimentar golpes, se añadió un paragolpes hecho con una lámina de metal a lo largo de su perímetro.

Ruedas

Quizás la parte más interesante del robot. Aunque existen soluciones comerciales, pueden ser muy caras, por lo que se decidió hacer estas ruedas de forma artesanal. En la estructura de las ruedas también combinan diversos materiales. El buje esta impreso en 3D al igual que el núcleo de los rodillos. Los rodillos están recubiertos de un tubo de silicona para mejorar su agarre y están conectados al buje mediante soportes metálicos (fabricados a partir del mismo material que el paragolpes). El grupo de buje más rodillos se conecta mediante una chapa metálica (reciclada de una carcasa de ordenador) a un acople de aluminio que a su vez se monta sobre el eje de cada motor.

Electrónica

El robot está alimentado por una batería de litio (LIPO) de 12 voltios nominales. Estos 12 voltios se emplean por un lado directamente para accionar los motores de corriente continua mediante unos puentes H dobles (L298N) y por otro lado se reducen a 5 voltios para alimentar el resto de electrónica (incluida la parte lógica de los puentes H). La reducción de voltaje se realiza mediante un regulador de tensión conmutado. La salida del regulador se conecta a un Arduino Mega 2560 al cual se acoplan diferentes accesorios.

El robot tiene 5 sensores de infrarrojos situados estratégicamente bajo él para poder seguir líneas y detectar marcas en el suelo.  Hay otros 4 sensores infrarrojos más, uno por rueda, que sirven de encoders para conocer la velocidad de cada rueda. También se incluyen 6 sensores de ultrasonidos que permiten al robot detectar objetos situados a su alrededor.

Para el control del robot, además de los algoritmos internos, se pueden emplear dos medios inalámbricos: un mando de PlayStation 2 con un receptor RF y un transceptor bluetooth AT-09.

Programación

Para la programación del robot se ha empleado el IDE de Arduino. Se ha realizado un único código que permite la selección de diferentes modos de operación. Si bien es cierto que el robot incluye numerosos sensores, en este caso solo se ha utilizado un sensor de infrarrojos para el seguimiento de líneas.

App móvil

Para aprovechar el transceptor bluetooth del robot, se ha creado una app móvil utilizando la plataforma Thunkable. Desde esta app se puede seleccionar el modo de operación del robot e incluso controlarlo directamente desde el teléfono móvil en base a las lecturas del giroscopio.

 

Para concluir, se trata de un robot con numerosas posibilidades, pero debido al tiempo disponible en la asignatura se ha limitado su funcionalidad. En un futuro se plantea realizar una programación más elaborada que saque el máximo partido de los sensores y actuadores del robot.