Proyecto WALLY 3.0 – Gato Robot
Durante el curso 2024/25 desarrollamos un proyecto más de innovación educativa por parte de profesorado y alumnado del IES Politécnico de los Departamentos de las familias profesionales de Fabricación Mecánica y de Instalación y Mantenimiento.
El nombre del proyecto es: “WALLY. Diseño y fabricación de un gato robot de 4 patas con movimientos gestionados mediante una APP móvil propia y energéticamente independiente”.
El objetivo final de este proyecto es obtener un gato robot único analizando y calculando el mismo mediante una puesta en común, modelando mediante programa de diseño Solidworks, verificar el diseño mediante Realidad Virtual, fabricar el mismo usando CNC, soldadura e impresión 3D, programar los movimientos con Arduino, con autoabastecimiento eléctrico generado por paneles solares y todo gestionado mediante una app de radiocontrol programada.
El primer paso para crear “Wally 3.0” fue “Wally 2.0”, un prototipo inicial construido con Arduino Uno, servomotores MG90 y una controladora PCA. Este diseño, aunque básico, sentó las bases del proyecto, permitiéndonos explorar los principios fundamentales de la robótica cuadrúpeda y comprender los desafíos asociados a la movilidad y estabilidad de un robot con estas características.
Para la realización de Wally 2.0 fue necesario explorar diversos ámbitos como pueden ser la impresión 3D, la robótica, la programación en Arduino o la ingeniería de materiales, así como la cinemática. Este gato, fue presentado en la feria de la ciencia causando furor entre los asistentes, especialmente entre los más pequeños. Tras el éxito de Wally 2.0, se realizó una puesta en común para crear un nuevo proyecto y solucionar los principales problemas que habían tenido en el desarrollo del mismo y así nació Wally 3.0.
El objetivo final de este proyecto es mejorar, analizar, diseñar, verificar y montar un robot cuadrúpedo que además se moverá por baterías recargables y mediante una aplicación que posee un punto de acceso de la placa controladora ESP32. Nuestro objetivo era claro: que cualquier persona, al verlo moverse, no vea solo un robot sino que realmente notase que es un animal de compañía.
- Diseño del robot en SolidWorks.
El proceso comenzó con una fase de diseño estructural en SolidWorks, para asegurarnos de que todos los componentes —servomotores, batería, electrónica, cableado— encajaran dentro de una carcasa ligera, modular y estable. Para ello, usamos impresión 3D con filamento PETG, que nos permitió fabricar la estructura personalizada pieza a pieza.
- Verificación en realidad virtual del diseño y cálculo e investigación de componentes.
El proceso de selección de los componentes empleados en el desarrollo del proyecto Wally 3.0 responde a criterios técnicos rigurosos que buscan garantizar la funcionalidad, estabilidad y eficiencia del sistema robótico. Cada uno de los elementos ha sido evaluado en función de su rendimiento, compatibilidad, consumo energético y facilidad de integración dentro de una arquitectura móvil y modular.
- Fabricación de estructura esquelética y estética usando impresión 3D y otros métodos de fabricación mecánica.
Se han tenido en cuenta para la fabricación, aspectos como el peso, la cinemática, la distribución de la carga o el par de los servomotores que se usan, así como los distintos tipos de materiales empleados según lo necesario. Este desarrollo busca aportar rigor técnico a la fase de diseño, garantizando que las soluciones adoptadas sean sólidas desde el punto de vista funcional, estructural y energético, y estén alineadas con los objetivos del proyecto.
- Cableado y conexionado de componentes.
En cuanto al control, el “cerebro” de Wally 3.0 es una placa ESP32, conectada a un controlador de servomotores PCA9685, que coordina los movimientos de los 10 servomotores (8 en las patas y 2 en la cabeza). Todo se programa desde el entorno Arduino IDE, con una lógica basada en “poses” (posturas que el robot puede adoptar) y transiciones suaves entre ellas.
- Montaje de la estructura y componentes.
Durante la construcción nos encontramos con varios desafíos, como el peso excesivo en las patas, errores de sincronización entre servomotores, problemas de conexión o buscar el centro de gravedad para evitar caídas. Sin embargo, cada fallo fue una oportunidad para aprender, rediseñar o reprogramar. Como decimos siempre: en tecnología, equivocarse también es avanzar.
- Programación de la placa controladora y programación de la aplicación móvil
Se realizará la programación para el control de los diferentes elementos móviles y realizaremos una aplicación, en la cual, habrá diferentes botones con diferentes directrices de movimiento del gato robot.
- Pruebas del funcionamiento en conjunto.
- Difusión.
Por último, se ha realizado la difusión del gato robot tanto a alumnado como a profesorado del IES Politécnico como de otros IES y se pretende realizar difusión entre otros institutos europeos con el programa ERASMUS+
