Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Pieds de robot contre roues: le casse-tête

Remarque: cet extrait est une adaptation de l’introduction du nouveau livre de Wolf Donat, Faire un robot Raspberry Pi-Controlled, un tutoriel pas à pas sur la construction de votre propre robot robot, tout juste sorti de Make: Books.

J’aime appeler ce robot un mobile, car j’ai essayé de le modeler selon les plans de la NASA. La figure 1-1 montre le contour général du mobile fini. Bien sûr, il n’est pas aussi robuste que les versions de la NASA, et vous remarquerez que ses quatre roues (et non pas six) ne reposent pas sur leurs propres amortisseurs indépendants, mais leur conception est éprouvée.

Et en parlant de roues: bien que je veuille bien programmer mon propre androïde anthropomorphique, tel que C-3PO, il est triste de constater que la puissance de calcul de Raspberry Pi n’est probablement pas à la hauteur du contrôle d’un droïde bipède. Vous pensez peut-être que ce n’est rien d’exceptionnel, mais il arrive que ce soit un défi que de ne pas équilibrer un robot sur deux jambes, mais aussi de marcher dessus. Le célèbre robot ASIMO de Honda (Figure 1-2) a nécessité de nombreuses années et des millions de dollars pour pouvoir enfin marcher seul.

Pour équilibrer sur deux pieds, les capteurs internes d'un robot doivent mesurer en permanence le centre de gravité du robot, puis déterminer l'emplacement de ses pieds, puis vérifier que le centre de gravité se trouve au moins sur l'un de ses pieds. , de préférence sur une ligne entre les pieds du robot, ou tout au plus, très légèrement décalée par rapport à cette ligne (mais pas trop loin). Si le COG du robot est trop éloigné, le cerveau du robot doit envoyer l'ordre de fléchir la jambe de ce côté pour incliner le robot légèrement dans l'autre sens, amenant le COG à un emplacement plus stable, sans aller trop loin. dans l'autre sens. Et si le robot porte quelque chose, toutes ces valeurs doivent être recalculées à la volée.

Il y a donc plusieurs avantages à utiliser des roues. Premièrement, le fait de ne pas avoir à équilibrer signifie que la puissance de calcul du Pi (et la servo-alimentation) peuvent être épargnées pour d’autres tâches, telles que la prise d’échantillons de température ou le déplacement du bras du robot. Deuxièmement, selon le type de roues que vous utilisez, un véhicule à roues peut parcourir toutes sortes d’endroits qu’un robot bipède ne peut pas. Et troisièmement, les roues peuvent aussi être cool - je vous renvoie à R2-D2, au rover Mars Curiosity et aux rovers Mars Exploration (Spirit and Opportunity) pour des exemples de robots à roues plutôt cool.

Pour augmenter le facteur de fraîcheur au niveau des camions monstres, j'ai décidé de choisir des roues surdimensionnées. Il est de notoriété publique que presque tous les véhicules à roues sont sept fois et demi meilleurs avec des pneus plus gros. Les figures 1-4 et 1-5 prouvent ce que je pense.

Cela soulève cependant plus de problèmes de conception. Les grosses roues ont tendance à être plus lourdes, et c’est toujours, toujours, une bonne idée de garder votre robot ou votre mobile aussi léger que possible. Un robot lourd est un robot énergivore, et ses batteries et ses moteurs sont suffisamment lourds pour commencer. Les grandes roues ont également une plus grande résistance au roulement, bien que la résistance au roulement entre davantage en jeu à des vitesses et à des rendements plus élevés que ce que ce mobile est susceptible de subir.

Ma solution: j'ai utilisé les roues d'un véhicule Power Wheels. Ils sont grands et impressionnants, mais parce qu’ils sont en plastique, ils pèsent à peine. Bien sûr, cela a engendré de nouveaux défis, tels que le montage de ces roues sur un axe non Power Wheels, mais comme vous le verrez, ces problèmes ont également été résolus, souvent avec une combinaison de vis, écrous, boulons et applications généreuses. d'époxy et soudure à froid.

La conception finale, en supposant que vous suiviez mes instructions pas à pas, peut être vue ici:

Wolfram Donat est diplômé de l’University of Alaska Anchorage, où il a obtenu un B.S. diplôme en génie informatique. Parallèlement à son intérêt pour la robotique, la vision par ordinateur et les systèmes embarqués, ses intérêts technologiques généraux et son expertise d'Internet font de lui un programmeur extrêmement éclectique. Il est spécialisé en C et C ++, avec des compétences supplémentaires en Java, Python et C # / .NET. Il est l'auteur de plusieurs livres et a reçu un financement de la NASA pour ses travaux sur les submersibles autonomes. Commencez à construire votre propre robot robot aujourd'hui!

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