Control of mobile walking robot (hexapod)
Article in English
DOI:
Bartosz Stańczyk
*,
send
Dariusz Grzelczyk
**,
Jan Awrejcewicz
**
*
** Department of Automation and Biomechanics, Lodz University of Technology
Abstract
This paper presents the design and control system of the walking six-feet mobile robot further referred as a hexapod. Hexapod is a robot, i.e. motor vehicle that walks on six legs. Since for the keeping stability of the robot only three legs are sufficient, hexapod possesses the great flexibility in walking. For instance, even if one of its legs would become incapacitated, the robot can still walk. The considered robot is controlled using the software provided through a mobile phone. Communication is realized via a Bluetooth wireless network with a range of about 50 m. Robot is equipped with a wireless camera, the system separating the control signals, and the ATmega162 micro-controller. A choice of the micro-controller has been motivated by a number of the generated PWM (Pulse-Width Modulation) signals. Hexapod drive is realized by means of 18 servos. In addition, it has a gripper, whose movement is performed by three servos. A servo is controlled by a variable signal with a fill factor of 50 Hz. PWM signal with variable duty cycle is divided into eight different servo-controlled signals. ATmega162 micro-controller can control 32 servos. The system dividing the signal is based on a 4-bit binary counter 74LS93N and demultiplexer 74238N.
Keywords
Sterowanie sześcionogiego robota kroczącego
Streszczenie
Praca przedstawia projekt i układ sterowania sześcionogiego robota kroczącego zwanego hexapodem. Hexapod jest robotem, który chodzi na sześciu nogach. Ponieważ do utrzymania stabilności robota wystarczą mu tylko trzy nogi, hexapod posiada dużą elastyczność w chodzeniu. Dla przykładu, nawet jeśli jedna z jego nóg stanie się niesprawna, robot wciąż może chodzić. Robot sterowany jest za pomocą oprogramowania znajdującego się w telefonie komórkowym. Komunikacja jest zrealizowana za pomocą sieci Bluetooth o zakresie około 50 m. Robot wyposażony jest w kamerę bezprzewodową, system podziału sygnałów sterujących oraz mikrokontroler ATmega162. Wybór mikrokontrolera podyktowany został liczbą generowanych sygnałów PWM (Pulse-Width Modulation). Ruch haxapoda realizowany jest za pomocą 18 serwomechanizmów. Ponadto posiada on chwytak, którego ruch jest wykonywany przez trzy siłowniki. Serwomechanizmy sterowane są sygnałami o zmiennym współczynniku wypełnienia i częstotliwości 50 Hz. Sygnał PWM o zmiennym współczynniku wypełnienia podzielony jest na osiem sygnałów sterujących różnymi serwomechanizmami. Mikrokontroler ATmega162 może kontrolować 32 serwomechanizmy jednocześnie. System podziału sygnału sterującego oparty jest o 4-bitowy licznik binarny 74LS93N oraz demultiplekser 74238N.
Słowa kluczowe
hexapod, sterowanie, sześcionogi robot kroczący
Bibliography
- Morecki A., Fundamentals of robotics, WNT, Warsaw 1999 (in Polish).
- Vukobratović M., Potkonjak V., Dynamics of manipulation robots: theory and application, Springer-Verlag, Berlin 1982.
- Zielińska T., Walking machines, PWN, Warsaw 2003 (in Polish).
- [www.forbot.pl/forum/topics20/teoria-roboty-kroczaceteoria-i-podstawy-projektowania-vt2206.htm], Walking robots - theory and fundamentals of design, (in Polish).
- Krupanek B., Bogacz R., Kubik B., Walking robot ‘Heksapod’, „Pomiary Automatyka Robotyka” 9/2010, 70-83, (in Polish).