Diseño de un robot hexapod con servos inteligentes para su implementación dentro del ecosistema Robotat.

Abstract

En este trabajo de graduación se desarrolló una plataforma robótica con la estructura de un robot hexapod de 6 extremidades y su implementación en el ecosistema Robotat de la Universidad del Valle de Guatemala. Esto se logró en 3 etapas, el diseño mecánico, el diseño de la electrónica interna y la conexión con Robotat. Para la parte del diseño mecánico se utilizaron los servos AX-12A y XL-320 de la marca Dynamixel y a partir de esto se diseñaron las partes del cuerpo del robot con el uso del programa Inventor para luego ser manufacturadas usando corte láser e impresión 3D. En el torso se utilizó acrílico de 2.5 mm de grosor para crear 4 piezas y fueron unidas con tornillos a los servos AX-12A y Rivets para la cubierta. Para las extremidades se utilizaron 12 servos AX-12A y 6 XL-320, junto con piezas impresas en 3D y marcos compatibles con el AX-12A. Para la electrónica interna se utilizaron los microcontroladores ESP32 y OpenCm 9.04, una placa electrónica personalizada para el ESP32, la expansión OpenCm 485 EXP y una expansión de conectores 3P para el AX-12A. Se utilizó el programa ArduinoIDE para la programación de ambos microcontroladores, gracias a su compatibilidad y librerías. También se utilizó el programa Altium Designer para el diseño de la PCB del ESP32, la cual se diseño para tener una comunicación UART con el OpenCm 9.04 y una entrada de voltaje para toda la plataforma. En la implementación del ecosistema Robotat se realizó la conexión entre el ESP32, Optitrack y Matlab con una comunicación cliente-servidor en formato JSON. El objetivo de estas conexiones era, recibir los datos de posición de un marcador de Optitrack y almacenar los datos en el ESP32, establecer las secuencias de los servos en Matlab para luego enviarlos al ESP32 y al OpenCm 9.04 para su ejecución. Por otro lado, se calcularon secuencias de movimiento de prueba usando cinemática directa e inversa.