Desenvolvimento de um robô com pernas inspirado no Alfaiate

A elaboração deste trabalho surge no âmbito da unidade curricular de Tese/Dissertação, integrada no Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores do Instituto Superior de Engenharia do Porto. O trabalho enquadra-se no âmbito da robótica de inspiração biológica, mais concretamente no desenvolvimento de um robô que apresente caraterísticas de locomoção similares ao inseto Alfaiate, modificando para este efeito um robô hexápode já existente. Inicialmente efetuou-se um estudo sobre a biologia do Alfaiate e dos vários tipos de padrões de locomoção adotados pelos animais. De seguida foi realizado um estudo sobre alguns robôs já existentes inspirados neste inseto. Após a realização desta fase de estudo, foram implementadas modificações ao robô hexápode, de forma a este conseguir apoiar-se e movimentar-se sobre a superfície da água. Para tal foram utilizados apoios em esferovite para as pernas, servomotores para a atuação e um sensor de IRPD para orientar o robô na sua trajetória. Em termos de controlo da estabilidade do corpo utilizou-se um giroscópio para permitir ao robô manter o seu corpo horizontal durante a locomoção em águas agitadas. Este trabalho termina com a realização de testes a diferentes padrões de locomoção, de forma a validar o que apresenta a melhor resposta em termos de velocidade.

The work presented in this document is an outcome of the course Thesis/Dissertation, from the study plan of the Master in Electrical and Computer Engineering at the School of Engineering of the Polytechnic Institute of Porto. This work is an application of biological concepts to robotic devices. It was developed a robot inspired in the water strider having as a base platform an existent hexapod robot. In a first stage, a study of gaits of various animals, and in particular the gait of water striders, is presented. Next, is provided a state-of-the-art on the main applications of biological-based gait in robots than can be found in the literature. In order to provide motion and floating capabilities to the existent robot, several structural and mechanical modifications are performed. Were applied Styrofoam supports to the legs, servomotors to actuate the mechanism and IRPD sensors to detect objects and guide the robot through the correct path. In addition, a gyroscope is used to control the stability of the robot and allow it to keep its balance while floating in turbulent waters. Practical experiments and discussion of results are presented to validate the approach and to find out the best motion parameters for the gait applied to the robot.