Robot 4WD y sus movimientos. Robot Andromina. (Robot Arduino, Raspberry, PICAXE, ROS)

En esta entrada voy a mostrar todos los movimientos que puede realizar el robot Andromina. Para poder programar todos los movimientos posibles. El robot tiene que tener como mínimo un Arduino UNO y una placa controladora de motores de 4 canales. De esta manera logramos que las 4 ruedas roten y giren totalmente independientemente entre ellas.

El robot Andromina girando las 4 ruedas.

En el momento de diseñar el programa que controla el robot se tendría que tener en cuenta todos estos movimientos del robot. Para que el robot gire suavemente debemos de configurar bien el centro de giro del robot y calcular bien los ángulos de giro y las velocidades de las 4 ruedas.

Vista del chasis del robot Andromina OFF ROAD

En el mercado hay varias placas controladoras de 4 canales. Yo uso por ejemplo el modelo L280N de la izquierda, que es bastante económica:

Ejemplos de controladores de motores CC de 4 canales.

Controlador de 4 canales L298n.

La principal característica del robot Andromina es su gran maniobrabilidad. En las figuras siguientes se representa esquemáticamente el robot, sus giros y la rotación de sus 4 ruedas. Las flechas rojas indican la dirección del movimiento de sus 4 ruedas, la flecha verde la dirección de movimiento del robot y el punto negro indica el centro de giro del robot.

Movimiento en línea recta.

Este movimiento es en línea recta, es el más típico que usan la mayoría de robots. Las 4 ruedas tienen la misma velocidad. Con esta configuración de movimiento también podemos hacer lo que hace la mayoría de robots;

Movimentos de giros típicos de los robots "Diferencia de velocidades".

variar las velocidades de giro de las 4 ruedas y de esta manera logramos que el robot gire a nuestro gusto. Este sistema de giro "diferencia de velocidades" funciona en robots pequeños, pero cuando el robot empieza a ser más grande las ruedas empiezan a ir forzadas y el robot gira a trompicones. También no es adecuado para superficies irregulares.
El robot Andromina no necesita "Encoders" en las ruedas, para medir las velocidades de las 4 ruedas. Ya que el diseño del robot permite alinear mecánicamente muy bien las 4 ruedas. Y esto hace que sea muy fácil que el robot vaya en linea recta. Si se quiere se pueden colocar los 4 "encoders" para tener más precisión en las velocidades de las ruedas. Pero yo lo he probado sin ellos y el robot funciona perfectamente.

Movimiento típico de un coche.

Movimiento lateral.

Este es el movimiento típico de un coche. Aquí el centro de giro esta alineado con el eje de las ruedas posteriores y fuera del chasis. Aquí las 4 ruedas giran a velocidades diferentes. Las ruedas exteriores tendrán una velocidad mayor que las ruedas interiores ya que el circulo que describen es de diámetro mayor. Y a la vez la rueda exterior delantera tendrá un ángulo de giro más pequeño que la interior delantera.

Movimiento en diagonal.

Tanto el movimiento lateral como el movimiento en diagonal, las 4 ruedas giran a la misma velocidad y tienen el mismo ángulo de giro.

Giro de las 4 ruedas a la vez

En este movimiento el centro de giro no esta alineado con los ejes de las ruedas y esta fuera del chasis. Las ruedas exteriores tendrán una velocidad mayor que las ruedas interiores ya que el circulo que describen es de diámetro mayor. Y a la vez la ruedas exteriores tendrá un ángulo de giro más pequeño que las interiores. El centro de giro se puede colocar donde queramos, una vez colocado en una posición obtenemos los ángulos de giro de las ruedas y sus velocidades.

Giro respecto a una de las 4 ruedas.

En este movimiento el centro de giro es respecto a una de las 4 ruedas. Esta rueda está parada y no tiene ángulo de giro. Las otras 3 ruedas tienen ángulos de giro diferentes y velocidades diferentes.

Giro respecto al centro del robot.

En este movimiento las 4 ruedas tienen el mismo ángulo de giro y la misma velocidad, logrando que el robot gire sobre si mismo a gran velocidad. Ya que el robot no se tienen que trasladarse solo rotar.

Giro respecto al centro del eje de las ruedas delanteras.

Hay más información y un "sketch"  para el controlador L298N en esta entrada de este blog : Controlador L298N