Implementação de um método de geração de trajetória baseado em ZMP e um método de cinemática inversa baseado em jacobianas para a marcha de um robô bípede com 12 ângulos de liberdade
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2017
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A robótica tem se tornado um elemento fundamental no meio industrial, e para o futuro espera-se que os robôs venham a fazer parte, cada vez mais, do meio social humano. Para que isso seja possível são necessários robôs aptos a se locomoverem nos ambientes humanos e, portanto, de métodos que possibilitem sua locomoção. Assim sendo, este trabalho teve como objetivo implementar um método para gerar a trajetória do deslocamento da pélvis e dos pés, baseado em ZMP (Zero Moment Point) e interpolações de terceira ordem, e um método de Cinemática Inversa iterativo baseado em Jacobianas, DLS (Damped Least Squares), para solucionar os pontos gerados. Foi considerado um robô bípede com 12 ângulos de liberdade (DOF - Degrees of Freedom), ou seja, equivalente à parte inferior do corpo humano. O algoritmo completo foi elaborado em MATLAB e um robô simplificado, com propósito demonstrativo, foi desenvolvido na prática com peças impressas e usinadas. Para os atuadores das juntas foram utilizados os servomotores MG996R e a passagem dos ângulos se deu por meio do microcontrolador Arduino Mega 2560. Os conceitos necessários voltados à robótica para manipuladores industriais e bípede foram abordados, assim como a metodologia e desenvolvimento de cada etapa. Por fim, através dos métodos foi possível obter um algoritmo capaz de gerar marchas para 𝑛 passos com parâmetros variáveis. Para o principal teste realizado com três passos, foi gerado um conjunto de 380 subpontos, levando aproximadamente 620 segundos, com erros em posição, em média de: 1,987 [mm], 2,007 [mm], 2,088 [mm], 2,094 [mm], para o erro do tornozelo direito, do tornozelo esquerdo, do pé direito e do pé esquerdo, respectivamente. O robô desenvolvido não foi capaz de realizar a marcha completamente. A considerações constam ao final deste trabalho (sic).