Desarrollan vehículo capaz de movimiento omnidireccional con diseño de rueda innovador

El ingeniero y entusiasta de la robótica James Bruton ha diseñado un prototipo de vehículo eléctrico y autónomo con capacidad de movimiento omnidireccional. Esta creación, detallada en una publicación de Hackster.io, se distingue por su capacidad de deslizarse lateralmente, en diagonal o rotar sobre su propio eje sin necesidad de girar sus ruedas en la manera convencional.

El fundamento de esta capacidad reside en un conjunto de cuatro ruedas esféricas, inspiradas en investigaciones de la Universidad de Osaka. Cada rueda se compone de dos hemisferios montados sobre un eje en forma de T. Los hemisferios son impulsados conjuntamente en una dirección, pero pueden rodar libremente en la dirección perpendicular. Al montar las cuatro ruedas con una inclinación de 45 grados alrededor del chasis, el vehículo logra una maniobrabilidad completa, permitiéndole avanzar, retroceder, desplazarse lateralmente o en diagonal, así como girar en el sitio.

La fabricación de estas ruedas involucró técnicas de corte CNC para el contrachapado, ensamblando 14 nervios verticales y varias capas horizontales para cada hemisferio, complementadas con bordes de goma para la tracción y cúpulas impresas en 3D. Pequeñas ruedas de monopatín ocultas en las puntas aseguran un rodaje suave incluso bajo el peso del vehículo. El chasis y los ejes de las ruedas están construidos con extrusiones de aluminio, utilizando rodamientos de alta resistencia para soportar los hemisferios.

El sistema de propulsión incorpora cuatro kits de motor ODrive S1, cada uno con una potencia de 2 kW, que impulsan las ruedas a través de reducciones de correa de dos etapas. Codificadores magnéticos proporcionan la retroalimentación necesaria para un control motor preciso, permitiendo la coordinación de las ruedas para el movimiento deseado. En el ámbito electrónico, el vehículo integra la placa de desarrollo VENTUNO Q de Arduino, que combina un microcontrolador STM32 con un ordenador Linux potenciado por Qualcomm. Esta placa cuenta con un procesador de ocho núcleos, 16 GB de RAM y una unidad de procesamiento neuronal (NPU) con capacidad de 40 TOPS de rendimiento de IA.

El microcontrolador STM32 gestiona tareas de bajo nivel, como la lectura de un joystick de tres ejes y la comunicación con los controladores de motor a través del bus CAN. La parte Linux ejecuta ROS 2, lo que dota al vehículo de capacidades de navegación autónoma. Para la percepción del entorno, el coche utiliza dos sensores RPLIDAR S3, montados en esquinas opuestas del chasis, que ofrecen una cobertura de 360 grados. El software SLAM de ROS 2 emplea estos datos para construir un mapa del entorno, mientras que la pila de navegación planifica rutas y evita obstáculos.

Cuatro paquetes de baterías LiPo 6S suministran 50 voltios a los motores, y un contactor de alta potencia junto con un botón de parada de emergencia se implementan como medidas de seguridad. Este vehículo es un ejemplo de cómo la ingeniería creativa puede cuestionar aspectos fundamentales de la locomoción. Si bien podría no ser práctico para el transporte diario, su habilidad para moverse en cualquier dirección abre posibilidades, como simplificar significativamente el aparcamiento en paralelo.