Prototyp dwunożnego robota balansującego z funkcją rekonfiguracji postury

• Autorzy: Ursel Tomasz , Olinski Michał , Mróz Sebastian , Szrek Jarosław

Warianty tytułu

EN

Prototype of a biped balancing robot with posture reconfiguration function

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia opracowanie koncepcji kołowego dwunożnego robota balansującego o przeznaczeniu transportowym, który ma posłużyć badaniom nad algorytmami sterowania dynamicznego. Na podstawie przeprowadzonego przeglądu stanu wiedzy określona została kinematyka robota z napędzanym kołem umieszczonym na końcu każdej kończyny. Wymiary poszczególnych części mechanizmu kończyn zostały dobrane na podstawie wyników symulacji modelu zbudowanego w programie SAM. Wykonany został również model 3D urządzenia uwzględniający mechanizmy przeniesienia napędu, dobrane silniki oraz normalia konstrukcyjne. Ostatecznie zbudowany został prototyp z elementów konstrukcyjnych wykonanych z wykorzystaniem technologii obróbki CNC, cięcie laserowego i drukarki 3D.

EN

The paper presents the development of a wheeled bipedal balancing robot intended for transport application and for conducting research on dynamic control algorithms. Robot’s kinematics with a powered wheel placed at the each leg’s end was determined on the basic of the state of knowledge. The dimensions of leg mechanism’s parts were defined taking into account the results of simulations performed on the leg model in SAM ARTAS. The robot’s 3D CAD model was also prepared, together with drive transmission mechanisms and selected motors. Finally, the robot’s prototype was built using the produced parts (CNC machining, laser cutting), supplemented with 3D printed elements.

Słowa kluczowe

PL

teoria maszyn; teoria układów mechatronicznych; robot balansujący; rekonfiguracja postawy; prototyp robota

EN

machine theory; theory of mechatronic systems; balancing robot; posture reconfiguration; robot prototype

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2022
• Tom: z. 197, t. 2
• Strony: 171--180
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ursel Tomasz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów Mechatronicznych

autor

Olinski Michał

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów Mechatronicznych

autor

Mróz Sebastian

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów Mechatronicznych

autor

Szrek Jarosław

• Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Układów Mechatronicznych

Bibliografia

• 1. R. Chan et al. Review of modelling and control of two-wheeled robots. In: Annual Reviews in Control. April, 2013. Vol. 37, issue 1, s. 89-103.
• 2. T. Dinev et al. Modeling and control of a hybrid wheeled jumping robot. IEEE/RSJ Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems. Las Vegas, NV – USA, 2021, s. 2563-2570.
• 3. Y. Gong et al. Research on control strategy of two-wheeled self-balancing robot. In: Int. Conf. on computer Science and Mech. Auto. Hangzhou- China. 2015, s. 281-284.
• 4. A. Gronowicz, J. Szrek, S. Wudarczyk, The force reaction control of the wheel-legged robot’s limb prototype. In: Advances in mechanisms design: proceedings of TMM 2012. Red. J. Beran et al. Dordrecht, Springer 2012, s. 303-308.
• 5. V. Klemm et al. Ascento: A two-wheeled jumping robot. Int. Conf. on robotics and Automation (IRCS). Montreal, QC – Canada. May 20-24, 2019. S. 7515-7521.
• 6. V. Klemm et al. LQR-assisted whole-body control of a wheeled bipedal robot with kinematic loops. In: IEEE Robotics and Automation Letters 2020, 5, 2, s. 3745-3752.
• 7. A. Kollarcik et al. Modeling and Control of Two-Legged Wheeled Robot. Czech Technical University in Prague, 2021.
• 8. T. Liu et al. Dynamic Height Balance Control for Bipedal Wheeled Robot Based on ROS-Gazebo. In: 2019 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO). Dali-China. Dec 6-8, 2019, s. 1875-1880.
• 9. M. Olinski, J. Ziemba. Hybrid Quadruped robot – mechanical design and gait modelling. (2014). In: New advances in mechanisms, transmission and applications: MMS 2014, 17. Red. V. Petuya, C. Pinto, E.-C. Lovasz,
• 10. B. Sicilano, O. Khatib. Springer Handbook of Robotics, Berlin, Springer 2015.
• 11. K. Tchoń et al. Manipulatory i roboty mobilne: modele, planowanie ruchu, sterowanie. Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warszawa 2000.
• 12. T. Ursel, M. Olinski. Displacement estimation based on optical and inertial sensor fusion. Sensors 2021, 21, 1390.
• 13. J. Wu, W. Zhang. Design of fuzzy logic controller for two-wheeled self-balancing robot. In: Proceedings of 2011 6th International Forum on Strategic Technology. Harbin-China. Aug 22-24, 2011. S. 1266-1270.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).