TB-Horse : desenvolvimento e validação de um protótipo de robô quadrúpede bioinspirado em um cavalo marchador

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Daniel Rodrigues de
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103614
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Wagner Tanaka Botelho
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spelling TB-Horse : desenvolvimento e validação de um protótipo de robô quadrúpede bioinspirado em um cavalo marchadorROBÓTICA MÓVELROBÓTICA BIOINSPIRADAQUADRÚPEDEMOBILE ROBOTICSBIO-INSPIRED ROBOTICSBIODYNAMICPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO - UFABCOrientador: Prof. Dr. Wagner Tanaka BotelhoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2016.A robotica movel tem se desenvolvido fortemente nas ultimas decadas. Os estudos de robôs com pernas, em especial, ganham destaque pela capacidade de transpor obstaculos com maior efetividade em relação aos demais meios de locomoção. Aliado a este estudo, encontra-se a robotica bioinspirada, que faz uso de elementos funcionais da natureza como inspiração para a robótica. A construção do prototipo do TB-Horse II, objetivo principal deste trabalho, é um robô quadrupede bioinspirado no cavalo. Este robô possui diversas aplicações, como por exemplo, no resgate de feridos, no transporte de cargas frágeis, entre outras. Entretanto, antes do seu desenvolvimento, foi realizado o estudo, análise e simulação do projeto em CAD-3D proposto na primeira vers~ao do robô, conhecida como TB-Horse I. Após a análise, juntamente com o estudo da biodinâmica do cavalo, foi poss'vel propor um novo projeto mecânico estrutural, simulado no Virtual Robot Experimentation Platform (V-REP) e desenvolvido no Autodesk Inventor, conhecido como TB-Horse II. A estabilidade do TB-Horse II foi analisada e validada no V-REP. O tamanho das pernas foi investigado e dois métodos matematicos foram propostos com base nos dados reais da locomoção do cavalo. O cavalo possui diversos tipos de andamentos, sendo a marcha a locomoção o utilizada neste trabalho. Neste estudo, pode-se concluir que o TB-Horse II teve maior estabilidade quando as pernas da frente são maiores que as traseiras. Além disso, o projeto eletrînico foi simulado no Proteus. Finalmente, o protótipo do TB-Horse II foi construído e validado no mundo real, em um terreno plano e sem obstáculos, juntamente com os circuitos eletrônicos. Vale ressaltar que uma estrutura de apoio foi construção para auxiliar na validação do TB-Horse II durante os experimentos. Este robô tem como pontos fortes uma estrutura mais parecida com o cavalo real e aliado a bioinspirac~ao o movimento, possibilita um controle maior da sua estabilidade.The mobile robotics has been strongly developed in recent decades. The robots with legs are highlighted by the ability to overpass obstacles more eectively compared with other types of locomotion. The bio-inspired robotics use functional elements of natures for inspiration. The development of the TB-Horse II prototype is the main target of this work. It is a bio-inspired quadruped robot with biological features of horse locomotion. The robot can be used to rescue injured people, to carry fragile loads, among others applications. However, before its construction, it was necessary to analyze and simulate the CAD-3D structural mechanical design already developed in the rst version of the robot, called TB-Horse I. After that, and also with the study of horse biodynamic, it was possible to propose the TB-Horse II. The mechanical design of this robot has similarity with real horse, and also the stability is controlled because of its bio-inspiration. This robot was simulated in the Virtual Robot Experimentation Platform (V-REP), the mechanical structure was designed in the Autodesk Inventor and the electronic project was proposed and simulated using the Proteus software, before its implementation. The stability analysis of the robot was validated in V-REP. The leg length was investigated and two methods were proposed based on the real data of the horse's locomotion. It is important to point out that horse has dierent types of locomotion. However, the gait is used in the simulation and real experiment. Based on the results obtained, it is possible to conclude that the TB-Horse II had more stability when the front legs are longer than the rear legs. Finally, the robot prototype was developed and the experimental validation was realized on a at ground without obstacles. In order to avoid the robot to fall over unsafe and prevent it from being damaged in the experiments, a support structure was developed.Botelho, Wagner TanakaPimentel, Edson PinheiroRoma Neto, EliasSousa, Daniel Rodrigues de2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf216 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103614http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103614&midiaext=73171http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=103614&midiaext=73173Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=103614porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-04-17T13:55:48Zoai:BDTD:103614Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2017-04-17T13:55:48Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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