… Robótica e integración sensorial – Proyecto Bioloid …

Simulación con SolidWorks

Posted by aurecl10 en 26 junio 2009

INTRODUCCIÓN

En este apartado vamos a tratar de realizar simulaciones con ayuda de una herramienta de CAD, en esta caso el programa que usaremos el  SolidWorks. Lo primero que haremos será dibujar las piezas con el programa, luego  haremos ensanblajes para con ellos hacer las simulaciones que necesitemos. A continuación hablamos de todo ello.

PIEZAS

Lo primero deberemos tener todas la piezas dibujadas en SolidWorks con las dimensiones reales para que luego todas ellas encajen en los ensamblajes y no tengamos problemas al moverlas unas respecto de otras. En las siguientes imagenes se muestran algunas de las peizas terminadas con SolidWorks, concretamente el servo con sensor, el micro y una pieza de unión, la F4.

Sensor

Micro

F4

A continuación pasaremos a hablar de los ensamblajes.

ENSAMBLAJES

Para realizar los ensamblajes de las piezas deberemos poner las relaciones de posición entre unas y otras dejando los grados de libertad necesarios para que cada pieza se pueda mover según el movimiento que necesiten. Primero vamos a realizar algún ensamblaje sencillo de los mostrados en el manual del bioloid, para comprobar que las piezas están bien dibujadas y para luego comprobar que las podemos mover correctamente. Además con estos ensamblajes trataremos de realizar alguna simulación dinámica.

Brazo

El primer ensamblaje realizado es un brazo, a continuación se muestra una imagen del ensamblaje.

Brazo

Como vemos el ensamblaje tiene 3 servos, lo siguiente que haremos será dar movimiento a cada uno de los servos por separado para tratar de simular los movimientos propios de un brazo, sobre todo encogerse y estirarse. A continuación se muestran 3 videos con las simulaciones hechas.

En estas simulaciones simplemente se le ha asignado a cada motor un ángulo giro en el tiempo que dura la simulación. Es una simulación muy básica, más adelante trataremos de hacerlas más complejas.

Walking Droid

El siguiente ensamblaje serán las piernas de un robot. La pieza superior no se corresponde con ninguna pieza real, en su lugar iría la carcasa para meter el micro, pero al no disponer de esta pieza colocamos un bloque de las mismas dimensiones. A continuación se muestra un imagen del model.

Piernas

Con este ensamblaje también realizamos algunas simulaciones, pero en este caso a cada motor le decimos el ángulo que debe girar en escalones de tiempo, de esta manera controlamos la posición de los motores en cada instante de tiempo. A continuación se muestran los videos con las simulaciones.

ROBOT

Finalmente vamos a tratar de realizar simulaciones con el robot creado para caminar. Lo primero msotramos una foto del modelo en SolidWorks.

Robot

Lo que vamos a hacer para el robot será sacar el centro de gravedad para algunas posiciones que pondría al caminar, de esta forma sabemos donde recae el peso del robot y podemos saber hacia donde tendería a caerse en cada posición. A continuación vamos a mostrar 3 posiciones analizadas, la primera  corresponde a la posición inicial, la segunda corresponde al inicio del proceso, donde trataría de levantar el talón y flexionar un poco la rodilla, la tercera ya se correspondería con una posición intermedia, donde tiene una pierna hacia alante y otra hacia trás. A continuación se muestran las 3 vistas de cada posición para ver el centro de gravedad, el centro de gravedad es el punto azul que aparece en cada imagen.

Posición 1

Pos1a

Pos1b

Pos1c

Posición 2

Pos2a

Pos2b

Pos2c

Posicón 3

Pos3a

Pos3b

Pos3c

También mostramos a continuación unso videos para poder ver mejor el centro de gravedad en cada posición, en los videos se puede ver tridimensionalmente cada posición.

Posición 1

Posición 2

Posición3

También deberíamos realizar simulaciones como con el ensamblaje anterior, isn embargo este ensamblaje es muy pesado y necesitaríamos un software con mayor potencia, de esta manera podríamos meter todas las posiciones a los motores en los distintos intervalos de tiempo y simular movimientos reales, así podríamos obtener la curva que seguiría el centro de gravedad o las coordenadas de un punto a lo largo del tiempo. Para esto podríamos introducir las tablas de movimiento que se introducieron en el micro del motor, aunque lo ideal sería obtener esas tablas a partir de la simulación dinámica para luego poder programar nuestro robot.

Finalmente remarcar que el SolidWorks el un programa de diseño y no de simulación dinámica, por lo que también sería necesario utilizar algún programa de simulación dinámica.

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