Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η μοντελοποίηση, ο έλεγχος και η κατασκευή ενός επίπεδου ρομποτικού φιδιού βασισμένο σε υπολογιστικώς ανεξάρτητα μέρη τα οποία επικοινωνούν μέσω ασύρματου δικτύου \eng{Wifi} μεταξύ τους, καθώς και με εξωτερικές συσκευές για σκοπούς τηλεχειρισμού. Η κατασκευή βασίζεται στα ενσωματωμένα υπολογιστικά συστήματα \eng{Overo} της εταιρίας \eng{Gumstix}. Στόχος της διπλωματικής είναι η υλοποίηση της κίνησης του πλευρικού κυματισμού του φιδιού στο επίπεδο και η μελέτη της αποδοτικότητας του καθώς και η αντιμετώπιση του προβλήματος ελέγχου του.
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στην ανάγκη της ανάπτυξης ρομπότ εμπνευσμένα απο βιολογικούς οργανισμούς, συγκεκριμένα φιδιών, τις εφαρμογές τους στον πραγματικό κόσμο, την σχετική δουλειά καθώς και την συνεισφορά της παρούσας εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ανάλυση της δυναμικής του επίπεδου φιδιού και επεξηγείται η σημαντική εξάρτηση από τα διάφορα μοντέλα τριβής για την κίνηση του ρομπότ στο επίπεδο. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται το πρόβλημα ελέγχου και παρουσιάζονται προτεινόμενοι ελεγκτές για την κίνηση της πλευρικής κυμάτωσης, επεκταμένοι για σύγκλισης τροχίας καθώς και τα αποτελέσματα της προσωμείωσης με βάση τους συγκεκριμένους νόμους ελέγχου. Στη συνέχεια στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα διάφορα στάδια κατασκευής του ρομπότ από τον σχεδιασμό του σκελετού, στη λογική των ανεξάρτητων μελών,τα κατασκευαστικά μέρη κάθε μέλους, μέχρι την αρχιτεκτονική του προγραμματισμού του και του χειρισμού του. Τέλος,στο πέμπτο κεφάλαιο παρατίθονται τα πειραματικά αποτελέσματα και σχολιάζεται η απόδοση της κατασκευής. / The subject of this thesis is the modelling, control and development of a planar snake-like robot based on modular links that communicate to each other via a Wifi network, as well as to other devices in order to remote control it. The links are based on the embedded computer-on-module Overo from the company Gumstix. The aim of this thesis is the implementation of the lateral undulation locomotion of snakes on a planar surface and the study of its efficiency as well as to present a control method for it.
The first chapter points out the need of developing robots based on various existing biological organisms, specifically snakes ,their applications to real-world problems, the related work and the contribution of the current thesis. The second chapter contains the dynamic analysis of planar snake robots and explains the strong dependence on friction models for the movement of snakes on planar surfaces. In the third chapter, a control law is proposed to achieve lateral undulation as well as an extension of it to achieve trajectory tracking and the simulation results based on these control laws are presented. The fourth chapter contains the various stages of the development of the snake robot, from the design of its body, to the concept of modular links, to the programming architecture of them and their remote control. Finally, the fifth chapter presents the experimental results and comments on the efficiency of the developed robot.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/8180 |
| Date | 30 December 2014 |
| Creators | Κυριαζάκος, Βίκτωρ |
| Contributors | Τζες, Αντώνιος, Kyriazakos, Victor, Τζες, Αντώνιος, Μάνεσης, Σταμάτης |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0017 seconds