01 Conceptos básicos
1.1 Principio de funcionamiento
SR-Support es un dispositivo auto-enderezante activo de 2 GDL (hombro + codo):
- Mecanismo: un brazo de dos articulaciones montado sobre una base cuadrada; el hombro gira alrededor del eje longitudinal del cuerpo y el codo pliega el antebrazo;
- Sensado: una IMU de 6 ejes proporciona el cuaternión de actitud; el firmware clasifica cada caída en una de cuatro posturas (
pitch_pos/neg,roll_pos/neg, véase la página 06 6.5) a partir del vector «arriba» en el marco del cuerpo; - Accionamiento: un ejecutor de secuencias de referencia; cada postura tiene una secuencia de puntos de paso (20 ticks por punto de paso, giro de 0.08 rad/tick) que apoya y apalanca el brazo para hacer rodar el cuerpo y volver a enderezarlo;
roll_negademás usa bombeos de cuña de codo y un recurso de último momento de latigazo; - Mecanismos de respaldo: tiempo de espera de 14 s, replanificación de postura y reintento automático tras la condición de caída;
roll_negusa esperas adaptativas por etapa y sale a retraerse en cuanto está erguido; - Verificado: las cuatro direcciones se levantan directamente en unos 1-6 s; el mismo modelo impulsa la simulación MuJoCo y el gemelo en vivo del hardware (página 08).
1.2 Vista general
| Elemento | Especificación |
|---|---|
| Base | ~88 × 82 mm, 68 mm de alto (placa inferior + soporte del servo de hombro, impresos en 3D) |
| Brazo | Eje del hombro a 56 mm sobre la base, codo a 40.1 mm sobre el hombro; puntal del antebrazo ~17 cm (tubo de 12 mm) |
| Masa | ~133 g (tabla de masas del modelo: foot 92.1 / arm1 20.7 / arm2 20.1 g, incluidos ambos servomotores) |
| Hombro | PTK7452MG; límites manuales [-1.85, +1.82] rad (rango articular en simulación [-1.07, +2.07]) |
| Codo | PTK7452MG; límites manuales [-0.90, +0.70] rad (mecánico ~±1.55 rad) |
| Controlador | ESP32-S3-DevKitC-1 (framework Arduino / PlatformIO) |
| Actitud | IMU de 6 ejes Juxi ICM42670P (dirección I²C 0x23, 100 kHz) |
| Control de servos | LEDC del ESP32, 50 Hz, 14 bits, ancho de pulso 500–2500 µs |
1.3 Lista de materiales
| Categoría | Pieza | Cant. | Notas |
|---|---|---|---|
| Estructura | Impresión 3D: placa inferior, soporte del servo de hombro, soporte del servo de codo, puntal superior | 1 de cada | PETG o PLA, 15 % de relleno; los brazos de servo son los incluidos con los servomotores |
| Accionamiento | Servomotor PWM de 180° PTK7452MG | 2 | Engranaje metálico, 25T, ~12.2 g, ~3.4 kg·cm a 6 V |
| Controlador | ESP32-S3-DevKitC-1 | 1 | USB-C |
| Sensor | Módulo IMU Juxi ICM42670P | 1 | Alimentación de 3.3 V |
| Adaptador | Placa adaptadora de servos pasiva | 1 | GPIO → conectores de 3 pines, V+/GND compartidos, sin PCA9685 |
| Cableado | Cable de datos USB-C, cables Dupont, extensiones de servo | varios | — |
| Alimentación | Fuente para servos 5 V / ≥5 A | 1 | Una fuente de 5 V alimenta el ESP32 y los servos mediante un cable 1 a 2 (masa común); verificada para las cuatro direcciones de incorporación |