Simulação Dinâmica e Visualização em Tempo Real

A verdadeira força do Simulador de Robôs Hexápodes reside na sua capacidade de simular e visualizar o comportamento do robô. Após definir os parâmetros, basta clicar em "Start" para:

• Controlar a Simulação: Definir o tempo de amostragem (sample_time) e o tempo total de simulação (stop_time).
• Animação Gráfica: Observar o robô em movimento, com seus pontos de contato (ou base) sendo plotados e preenchidos em azul quando em contato com o "chão" (Y-coordenada <= 0).

Análise de Estabilidade Detalhada

Ele não apenas simula, mas também quantifica a estabilidade do sistema:

• Identificação da Posição do CG: O software verifica se o Centro de Gravidade está dentro, na borda ou fora da área de suporte do robô (o polígono azul formado pelos pontos de contato).
• Métricas de Estabilidade: Ao final da simulação, o software apresenta os resultados em percentagens claras:
  • Estável: Porcentagem do tempo em que o CG permaneceu dentro da área de suporte.
  • Marginalmente Estável: Porcentagem do tempo em que o CG esteve na borda da área de suporte.
  • Instável: Porcentagem do tempo em que o CG esteve fora da área de suporte, indicando uma condição de desequilíbrio.

Essas métricas oferecem insights para o design de robôs e para o ajuste de seus controladores, permitindo que você otimize a estabilidade e o seu desempenho.

Parâmetros de Controle

Um robô sem um bom controle é como um carro sem volante. O Robot_GUI oferece campos dedicados para ajustar os parâmetros de controle, permitindo que você:

• Sintonize Controladores PID: Você pode definir os ganhos Proporcional (P1, P2, P3), Integral (I1, I2, I3) e Derivativo (D1, D2, D3) para múltiplos eixos ou articulações. Isso é necessário para garantir que o robô se mova de forma precisa e estável.
• Configure Coeficientes de Rigidez e Amortecimento: Parâmetros como Kx, Ky, Kz (rigidez) e Bx, By, Bz (amortecimento) permitem simular a interação do robô com o ambiente ou o comportamento de seus próprios componentes elásticos e viscosos.
• Rastreamento do Centro de Gravidade (CG): O Centro de Gravidade do robô é plotado em tempo real, permitindo uma visualização imediata da sua trajetória e da sua relação com a base de suporte. Essa visualização dinâmica é fundamental para entender a resposta do robô às entradas e distúrbios.

Controle Total sobre os Parâmetros do Robô

Imagine poder ajustar o peso de cada parte do seu robô, ou o comprimento de seus braços, com apenas alguns cliques. O Simulador de Robôs Hexápodes permite definir:

• Dimensões: Comprimentos dos elos (L1, L2, L3) e outras medidas geométricas (LC, CC, AC).
• Massas: As massas individuais dos elos (m1, m2, m3) e a massa do corpo principal (m_body), além da massa total (m).
• Condições Iniciais: A posição inicial do robô no espaço (X_ini, Y_ini, Z_ini).
• Ambiente: A aceleração da gravidade (g), essencial para simulações realistas.

Forças de contato com o solo

O Simulador de Robôs Hexápodes age como um diagnóstico visual e quantitativo. 

• Ele mostra o efeito das forças de contato com o solo 3D (a base de suporte) na estabilidade do robô.
• Permite visualizar as forças tangenciais e normais de todas as pernas do sistema robótico sob simulação.
• Ele é uma ferramenta poderosa para validar se a dinâmica do seu robô, influenciada pelas forças de contato, está resultando em um comportamento estável ou instável ao longo do tempo.