Diario
En esta página vamos a llevar un registro de todos los diseños, progresos y problemas que hemos tenido durante la construcción de la hormiga.
Hemos decidido dividir los contenidos en tres grupos principales: Locomoción y Estructura General.
La locomoción o movimiento es la base de nuestra hormiga. Según su movimiento, tendríamos que diseñar el resto de componentes de una manera o de otra.
El movimiento en trienio es la locomoción que utilizan los insectos. Consiste en mantener siempre tres patas apoyadas sobre el suelo para mantener el equilibrio, formando un trípode.
Este tipo de locomoción es similar a las muletas, por así decirlo.
Utilizando servos de 360º, rotación continua, considerabamos un rango / intervalo de grados, como por ejemplo [270º, 30º], en los cuales las patas están apoyadas sobre el suelo y se "arrastran" de delante hacia atrás.
Durante el resto de grados ([30º, 270º]), las patas se adelantarían y volverían a arrastrarse para seguir avanzando.
El problema principal de esta locomoción es que los motores de 360º se nos hacían un poco complicados de utilizar en arduino, no conseguíamos el comportamiento que queríamos.
Tampoco estabamos muy seguros de si íbamos a poder generar movimiento siguiendo esta regla, no sabiamos muy bien cómo coordinar el movimiento de las 6 patas de la hormiga.
En la asignatura de Mecatrónica nos enseñaron un modelo de una pinza simétrica que se conseguía abrir y cerrar utilizando un único motor gracias a unos engranajes unidos a este.
Diseño de una pinza simple de Juan González
Lo que se nos ocurrió fue algo similar a ese planteamiento, basándonos también en la locomoción que podíamos ver en el proyecto FreeNove mencionado en la Introducción.
Utilizando la base teórica de la pinza, podemos conseguir mover varias extremidades utilizando un único motor.
Las patas delanteras y traseras se moverían a la par, locomoción similar a la de una persona: adelantamos una pierna y luego la otra.
En cuanto a las patas centrales, sirven más para dar rigidez a la hormiga e ir pivotando de manera coordinada mientras conseguimos generar movimiento con el resto de las extremidades.
Este último mecanismo nos suponía un reto tanto harware como software, teníamos que encontrar una manera de conseguir anclar las extremidades a los servos y coordinarlos para conseguir una locomoción completa.
Finalmente, la locomoción que decidimos aplicar a nuestro robot ha sido la úlitma que hemos explicado. Nos gustó la metodología de poder aplicar la base de la pinza simétrica a una cosa completamente distinta. Queríamos probar a ver si eramos capaces de conseguir el mismo resultado (movimiento) utilizando únicamente 3 servos, reduciéndolos a la mitad de los que tendría una hormiga convencional.
A su vez, nos gustaba la idea de poder considerar esta hormiga como "propia". Nos hemos basado en dos proyectos totalmente distintos, consiguiendo un resultado que se distingue de los demás.
La estructura general de nuestro robot se basa en una hormiga simplificada, donde los únicos actuadores que tenemos por el momento son los servos.
Basándonos en las patas de la hormiga Arduino Ant, queríamos reducir su tamaño aproximadamente la mitad, además de poder conseguir una locomoción utilizando el menor número de servos, como hemos explicado en el apartado de Locomoción.
A su vez, teníamos que tener en cuenta que el diseño no iba a ser exactamente como el que se muestra en la imagen superior, si no que tendería a una forma de U invertida para poder tener dos patas en una sola pieza.
Otra variante que teníamos en cuenta era el tamaño de los servos:
Comparativa entre el servo MG90 y el micro servo ES08A
La idea de nuestra hormiga robótica era que fuera bastante pequeña y lo más ligera posible, para que el robot se pudiera sostener únicamente sobre las patas impresas (las cuales no cuentan con una gran anchura). Con todo esto, decidimos optar por los micro servos ES08A, los cuales nos aportaban la misma funcionalidad pero se relacionaban más con la idea que teníamos en mente.
El problema principal que tuvimos con la impresión 3D es que los agujeros se nos quedaban demasiado pequeños y los tornillos no conseguían pasar a través de ellos.
Después de varias tomas, conseguimos imprimir las patas, aunque ahora los agueros se quedaron demasiado grandes. Gracias a que los cabezales de los servos mantienen bastante sujetos los tornillos (entran a presión), decidimos no arriesgarnos más con los agujeros y conformarnos con el resultado.
La base que teníamos impresa de la hormiga Arduino Ant era el doble del tamaño que nosotros pretendíamos tener.
El diseño es bastante simple, consta de dos bases a las que anclamos los motores y, con ayuda de unos soportes, conseguimos unir las dos partes del robot en una para conseguir el prototipo.
El problema que tuvimos esta vez no fueron los tornillos, si no el diseño que teníamos tanto de los conectores auxiliares para conectar las dos bases como de las propias bases en sí.
Los conectores estaban huecos por dentro para facilitar su impresión pero nos pasamos de dimensión del cilindro de dentro y los tornillos no conseguían sostener / unir las dos superficies con estos conectores. La solución fue reimprimirlos con un agujero mas pequeño que se adaptase a los que teníamos en las bases.
Las bases individuales tenían en hueco donde iba el servo pero era demasiado pequeño y no encajaba:
Tuvimos que volver a reimprimirlas, simplificándolas un poco, consiguiendo tener ya las partes principales de la hormiga:
Arreglando el error que tuvimos con los conectores, conseguimos unir la hormiga mediante la base superior.
El resultado final no es el más elegante, pero si el más sencillo que hemos encontrado para satisfacer los requerimientos principales.
