Development, building and control of a biped mobile robot with trunk

Orientador: Marconi Kolm MadridDissertação (mestrado) - Unversidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver, construir e controlar um robô bípede dotado de oito Graus de Liberdade (GDL), sendo três GDL para cada perna e dois para o tronco. As características desta estrutura permitiram realizar uma marcha dinâmica no plano sagital, cuja trajetória das pernas foi definida por um modelo matemático baseado na geometria da estrutura. Além disso, foi utilizado um acelerômetro para informar a inclinação da pelve durante a movimentação da estrutura através de uma interface serial de comunicação (RS-232) entre o microcontrolador e o programa de monitoramento desenvolvido em LabVIEW. Os resultados deste trabalho demonstram ser possível realizar uma marcha dinamicamente estável utilizando a estrutura proposta. Aplicando-se o conceito de ZMP (em português: Ponto de Momento Zero, em inglês: Zero Moment Point) como parâmetro de estabilidade, também constatou-se que o microcontrolador LPC2138 de arquitetura ARM7, com frequência de clock igual a 60MHz, foi eficaz no controle da posição angular dos oito servomotores, além de fornecer a inclinação da pelve quando solicitadaAbstract: The subject of this work was to develop, build and control a biped robot equipped with eight degrees of freedom (DOF), three DOF for each leg and two for the trunk. The features of this structure allowed to accomplish a dynamic walk in the sagittal plane, whose the legs trajectory was defined by a mathematical model based on the structure geometry. An accelerometer was used as tilt sensor, which allow you to check the tilt of the pelvis during structure movement through a serial interface (RS-232) between the microcontroller and the monitoring program developed in LabVIEW. The results of this work demonstrated that it is possible to achieve a dynamically stable gait using the proposed structure. Applying the concept of ZMP (Zero Moment Point) as criterion of stability, it was checked that the LPC2138 microcontroller, with ARM architecture running at 60MHz, was effective in controlling the angular position of the eight actuators and sending information about the pelvis tilt when requestedMestradoAutomaçãoMestre em Engenharia Elétric