Návrh a vývoj skákacího robota z digitálních materiálů

Abstract

Tato práce představuje vývoj čtyřnohého skákacího robota sestaveného z digitálních materiálů systému založeného na diskrétních, modulárních stavebních prvcích, označovaných jako voxely. Hlavním cílem je dále rozvíjet koncept digitálních materiálů a ukázat jeho potenciál v reálných technických aplikacích. Po přehledu relevantní literatury a existujících přístupů k aktuování voxelových struktur se pozornost práce přesouvá k návrhu sady voxelů pro konstrukci robota s co nejlepším zachováním principů digitálních materiálů. V rámci práce byl navržen mimo jiné hliníkový rigidní voxel, voxelový kloub a bateriový voxel. Následně se práce stručně věnuje samotnému sestavení robota, pojmenovaného Voxteriér. V závěrečné části je pak na robota nasazené nejjednodušší možné řízení pouze s cílem ověřit možnosti mechanického návrhu. Přestože implementace pokročilého řídicího systému pro robota zůstává úkolem do budoucna, tato práce demonstruje, že digitální materiály lze efektivně využít pro dynamické roboty a přitom ukazuje nejen potenciál tohoto přístupu, ale i jeho limity.

This work presents the development of a quadruped jumping robot constructed from digital materials a system based on discrete, modular building blocks often referred to as voxels. The primary objective is to further explore the concept of digital materials and demonstrate its potential in real-world engineering applications. After reviewing relevant literature and existing approaches to actuating voxel structures, the focus shifts to the design of a voxel set for the robot, while closely adhering to the principles of digital materials. The proposed voxel types include an aluminum rigid voxel, a voxel joint and a battery voxel. The work then briefly covers the assembly of the robot, named Voxterrier. In the final part of the thesis, a minimal control system is deployed in order to validate the mechanical design. While the implementation of an advanced control system for the robot remains a task for future work, this thesis shows that digital materials can be effectively used even in dynamic robotic applications and highlights both the challenges and advantages of this approach.