Para esta parte se pensaron servomotores que sean capaces de mover la estructura mecánica, así mismo se utilizó el Arduino uno como controlador.

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Robótica Industrial

Brazo robótico dibujante

Fecha: 25 de noviembre de 2015

Índice

Abstract        

Objetivo        

Introducción.        

Justificación del diseño elegido y partes.        

Etapa1: Diseño y construcción mecánica del manipulador        

Descripción del diseño mecánico        

Diseño Electrónico.        

Descripción: Para esta parte se pensaron servomotores que sean capaces de mover la estructura mecánica, así mismo se utilizó el Arduino uno como controlador.        

Componentes elegidos: Cuenta con 4 servomotores, de los cuales  3 son 1501MG y 1 es un mini servo HD1160A para el gripper.        

Servomotores.        

Caracterización de los servomotores        

Construcción y armado de las partes mecánica y electrónica.        

Etapa 2: Obtención de los valores articulares        

Etapa 3: Diseño e implementación del sistema de visión, planeación de trayectorias        

Administración del proyecto        

Código final comentado (explicado)        

Conclusiones        

Referencias        

Abstract

El presente trabajo corresponde al proyecto que comprende el diseño, construcción y control de un brazo manipulador de 4 grados de libertad. El proyecto está dividido en 3 etapas, la primera es el diseño y construcción mecánica del robot manipulador, la segunda es la obtención de los valores articulares del robot mediante cinemática directa en inversa con el método analítico empleando Mat-Lab, la tercera etapa consiste en el diseño e implementación del sistema de visión, planeación de trayectorias e implementación de la programación en arduino del robot.

Objetivo

Diseñar un robot autónomo que sea capaz de dibujar un triángulo cuyos vértices serán tres cruces marcadas de manera aleatoria en el espacio de trabajo del robot. El manipulador deberá identificar mediante un sistema de visión las cruces marcadas en una hoja de papel de 21.59 cm. x 27.94 cm. (espacio de trabajo).

Introducción.

Hoy en día el uso y desarrollo de robots es cada vez mayor debido a las ventajas que ofrecen. Para que un robot realice las actividades que deseamos, es necesario conocer su funcionamiento que está regido por sus características físicas (arquitectura, configuración, grados de libertad, tipo de control, etc.).

Un robot, se puede definir como una máquina controlada por una computadora y programada para moverse, manipular objetos y realizar tareas que son repetitivas y/o peligrosas de forma más segura, rápida, barata y precisa que los seres humanos.

Un robot manipulador articulado es un ensamblaje de eslabones y articulaciones que permiten rotación o traslación entre dos de los eslabones. Estos eslabones son sólidos y están sostenidos por una base (horizontal, vertical o suspendida), con una articulación entre la base y el primer eslabón. El movimiento y las articulaciones definen los grados de libertad del robot. Una configuración típica de un brazo robot es la de tres grados de libertad, a la que se añaden las posibilidades de movimiento en la muñeca, llegando a un total de cuatro a siete grados de libertad.

Justificación del diseño elegido y partes.

Se eligió un robot manipulador articulado de 4 grados de libertad debido a que este robot a que este tipo de morfología del robot nos permite obtener de manera más fácil la cinemática directa e inversa de este para llegar a la posición deseada. 

El brazo robótico propuesto consiste en un manipulador de cuatro grados de libertad, los tres primeros tienen la función de brindar posición y el cuarto de dar un grado de orientación, se plantea esta configuración porque generalmente el espacio de trabajo de manipulador será desconocido. Entonces, al tener un grado de libertad en la base que haga girar a todo el manipulador, si se implementa un sistema de control adecuado para generar diversas configuraciones para seguir una trayectoria deseada.

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Etapa1: Diseño y construcción mecánica del manipulador

Descripción del diseño mecánico

El robot está diseñado con 4 grados de libertad, permitiéndonos así tener el movimiento suficiente para poder dibujar sobre la hoja de papel, con una longitud total (de base a punta del gripper) de 40cm, con lo que aseguramos que alcance a cualquier extremo de la hoja. El  material con el que está fabricado el robot es plástico semirrígido, debido al peso que va a mover.

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Para nuestro manipulador decidimos comprar las piezas y ensamblarlas, por lo que el diseño de la mecánica del robot es la que se muestra en la figura 2:

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El brazo robótico elegido para el desarrollo de este proyecto está conformado por 12 piezas (enlistadas en la Tabla 1)  permitiéndole tener 4 grados de libertad.

Tabla 1. Desglose de piezas de brazo robótico

Diseño Electrónico.

Descripción: Para esta parte se pensaron servomotores que sean capaces de mover la estructura mecánica, así mismo se utilizó el Arduino uno como controlador.

Componentes elegidos: Cuenta con 4 servomotores, de los cuales  3 son 1501MG y 1 es un mini servo HD1160A para el gripper.

Servomotores.

Para permitir el movimiento de los 4 grados de libertad del robot y la apertura y cierre del gripper se requiere la implementación de 5 servomotores enlistados en la Tabla 2.

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