Diseño, implementación y control de un prototipo de SpheroBot

Abstract

[ES] Este trabajo consiste en el diseño, implementación y control de un prototipo de robot móvil con forma esférica, al que se ha dado el nombre de SpheroBot. También forma parte del proyecto la simulación del sistema mecánico como paso previo a su implementación real. Por lo que al software respecta, los algoritmos desarrollados buscan, por un lado, el control remoto del robot y por otro, el seguimiento de trayectorias previamente definidas. En este proyecto, tras realizar un estudio del estado del arte, se selecciona un mecanismo para inducir el movimiento de la esfera y se desarrolla un diseño propio en SolidWorks de las piezas mecánicas que conforman el sistema. A continuación, se implementa una simulación del robot en el entorno que ofrece la herramienta Simscape Multibody de MATLAB, en el que se importan los modelos CAD (Computer Aided Design) de las piezas diseñadas. Una vez verificado el correcto funcionamiento del sistema mecánico en la simulación se procede al ensamblaje de las piezas y a la conexión de los componentes electrónicos. Finalmente, se programa en Arduino un algoritmo para el control remoto de la esfera mediante una aplicación Android y otro para el seguimiento de trayectorias. Las pruebas realizadas verifican el funcionamiento del prototipo al poder ser controlado de forma remota y ser capaz de seguir diferentes trayectorias de forma satisfactoria.

[EN] This project consists of the design, implementation and control of a prototype mobile robot with a spherical shape, which has been given the name SpheroBot. It is also part of the project the simulation of the mechanical system as a previous step to its real implementation. As far as software is concerned, the developed algorithms allow, on the one hand, the remote control of the robot and, on the other, the tracking of previously defined trajectories. In this project, after carrying out a study of the state of art, a mechanism is selected to induce the movement of the sphere and all the mechanical parts that make up the system are designed in SolidWorks. Next, a simulation of the robot is implemented in the environment offered by the MATLAB Simscape Multibody tool, in which the CAD (Computer Aided Design) models of the designed parts are imported. Once the correct functioning of the mechanical system has been verified in the simulation, the parts are assembled, and the electronic components are connected. Finally, an algorithm for remote control of the sphere using an Android application and another for trajectory tracking are programmed in Arduino. The tests carried out verify the operation of the prototype as it can be controlled remotely and is able to follow different trajectories properly.