Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1
296616.pdf: 5615246 bytes, checksum: 5fefccf406b16f92ba904fae2dfc0d0d (MD5) / Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um gerador de trajetórias quase-estáticas estáveis, segundo o critério do Zero-Moment Point (ZMP), a partir do modelamento cinem´atico de robos bípedes antropomórficos (RBA), utilizando o conceito de base flutuante. Para atingir esse objetivo, primeiramente, foi constru´ýdo o modelo 3D de um RBA para se fazer o levantamento dos parametros físicos e estruturais do bípede, por intermédio de uma ferramenta CAD. A base flutuante consiste em uma técnica na qual aloca-se um sistema referencial local em uma estrutura, a qual pode se movimentar livremente no espa¸co com quaisquer orientação e posição em relalação a um referencial inercial considerado. Tal conceito teve sua origem em sistemas aéreos - também utilizado em manipuladores acoplados a uma espaçonave - pela a necessidade de se determinar referenciais para o movimento sem que o sistema fosse fixo no sistema inercial considerado. O conceito base flutuante foi aplicado ao RBA e obteve-se o modelo cinem´atico do robô. Através dos modelos 3D e cinemático, foram determinadas as restrições da locomoção bípede, bem como a parametrização do gerador de trajetórias espaciais quase-estáticas proposto neste trabalho. Ao final, as trajetórias geradas são validadas, através de simulação espacial, pelo critério do ZMP tridimensional. Portanto, o gerador é parametrizado de tal forma que possibilita a geração de trajetórias com características diferentes a partir da alteração de seus parâmetros. Outra contribuição desta pesquisa é a utilização do método geométrico com restriçõoes para o desenvolvimento do gerador de trajetórias, a partir do modelo de um RBA, utilizando o conceito da base flutuante; a estrutura antropomórfica é composta por braços, pernas e tronco, os quais foram considerados na geração da locomoção bípede. / This work aims at developing a generator of quasi-static stable trajectories, according to the ZMP criterion, based on the kinematic model of biped anthropomorphic robots (BAR), using the concept of floating base. In order to achieve this objective, firstly, it was constructed the 3D model of a BAR to obtain the physical and structural parameters of the biped robot by using a CAD software. The floating base consists of a technique that allocates a local reference frame in a structure which can move freely in space relative to the inertial frame considered. This concept had its origin in aircraft systems - also used in a manipulator coupled in a spaceship - by the need to stablish references to the movements of the considered system with respect to the inertial frame. The floating base concept was applied to a BAR and the kinematic model of the robot was obtained. By using the 3D and kinematic models, the constraints of the biped movement were determined as well as the parameterization of the generator of quasi-static spatial trajectories proposed in this work. The generated trajectories were validated through simulations and by the ZMP criterion. The trajectory generator is parameterized to allow the generation of trajectories with different characteristics by modifying its parameters. Another contribution of this work is the use of the geometric constraints method for the development of the trajectory generator, based on the model of a BAR, using the floating base concept; the anthropomorphic structure is made up of arms, legs, and torso, which were considered in the generation of the biped movement.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/95693 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Toscano, Gustavo Sobral |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Castelan Neto, Eugenio de Bona, Simas, Henrique |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 121 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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