Robô cobra multimodular : construção, controle e movimentação

Abstract

A utilização de robôs apodais bioinspirados em cobras para situações de busca e resgate é atualmente uma área fortemente ativa de pesquisa, especialmente quando se considera sua aplicação em ambientes de difícil locomoção, com escombros ou dimensões reduzidas, onde outros tipos de robôs móveis mais convencionais não apresentam desempenho adequado. Com o objetivo de desenvolver um protótipo de robô cobra como parte inicial de um projeto mais amplo de desenvolvimento e controle de mecanismos modulares e de algoritmos focados em busca e resgate, o presente trabalho aborda as etapas de construção do protótipo por meio de 3 eixos temáticos principais: o Projeto Mecânico; o Projeto Elétrico e Eletrônico e o Projeto de Controle Computacional.No Projeto Mecânico, três propostas de módulos são comparadas entre si e com outros modelos previamente desenvolvidos na Universidade de Brasília, com base em critérios como: viabilidade geométrica das conexões, proteção dos circuitos e dos componentes internos de cada módulo, viabilidade mecânica de movimentação do conjunto. No Projeto Elétrico e Eletrônico, são comparadas outras três estratégias de alimentação dos componentes internos: uma descentralizada via baterias e duas por meio de cabeamento físico entre cada um dos módulos. Os critérios usados na comparação são a facilidade de implementação, o custo monetário envolvido e a minimização da massa e dos esforços mecânicos envolvidos. No Projeto de Controle Computacional, por meio de um controlador único centralizado, uma estratégia de controle de juntas em regime permanente por meio de osciladores senoidais é implementada. Para verificar o funcionamento dessa estratégia, cada um dos atuadores é calibrado. Após a montagem e verificação de funcionamento global do protótipo, estuda-se via um conjunto finito de amostras o efeito da variação dos parâmetros de controle dos osciladores senoidais sobre a trajetória do protótipo em um plano horizontal. Para o conjunto de parâmetros escolhidos, sua variação gerou efeito de deslocamento não nulo sobre o protótipo.