PROYECTO BRAZO ROBOTICO (ALIMENTADOR) Daniel Altamar, Juan Payares, I!n R"#r$%ue&, Erlin 'isal, Israel arnes, An#y Olier"s Barran*uilla + C"l"mia niersi#a# Autn"ma #el -arie Daniel.+/012"tmail3-"m, eery"nes4./.12"tmail3-"m eery"nes4./.12"tmail3-"m,, erlinisal12"tmail3-"m
institu-in e#u-atia< e#u-atia< Est"s en-uentran a r"ta-in 5ura " En este institu-in ra&"s est!n inter-"ne-ta#"s a trasla trasla-i -inn 5u 5ura ra33 E8ist E8isten en 5r"ye-t" se #ise6 un ra&" maneras #e r"ti-", el -ual #e$a 5"r arti-ula-i"nes, *ue le arias 5ermiten l"%rar el #eterminar la 5"si-in #e un miti%ar una 5r"lem!ti-a ya m"imient ient"" y *ue 5ue 5ue#en #en r""t, r""t, 5ara mani5ula mani5ula#"re #"ress *ue una 5ers"na -"n m"im ser tant" #e ti5" r"ta-i"nal r"ti-"s la -inem!ti-a 5"see #isis-a5aa5a-i# i#a# a# m"tr m"tri& i& n" -"m" #e ti5" ti5" trasla-i trasla-i"nal "nal,, #"s en;"*ues, un en;"*ue es 5"#$a -"mer sus aliment"s -"m" a--i a-i"na "na#a #as s 5" 5"r r al%7n al %7n ti5" ti5" la -inem!ti -inem!ti-a -a #ire-ta, #ire-ta, esta esta 5"r s$ s"la, sin" *ue #e$a a-tua#"r el=-tri-", 2i#r!uli-" " n s i s te e n a l u lar la r la #e5e #e5en#e n#err #e un unaa se%un se%un#a #a 5ers"na 5ara *ue esta le " neum!ti-"3 En este -as" se 5"si-in y "rienta-in #el un ra&" -"n e;ee;e-t" t"rr ;ina ;inall a 5art 5artir ir #el #el #ier #ieraa la -"mi -"mi#a #a33 C"n C"n este este usar! arti-ula-i"ness r"ta-i"nales, r"ta-i"nales, esta esta#" #" #e -a#a una #e las 5r"ye-t" se l"%r miti%ar mi ti%ar esa arti-ula-i"ne l "% "%ra ran# n#" " a s$ #ise #i se6a 6ar r un arti-ula-i"nes arti-ulai"nes *ue -"ne-tan -"ne-tan 5r"lem!ti-a ya *ue se esla"nes es en la -a#en -a#enaa #ise6 un ra&" r"ti-" el #is5"siti" r"ti-" *ue le #= l"s esla"n la -"mi -" mi#a #a a un una a 5ers 5e rs"n "na a -inem!ti-a, 5"r "tra 5arte, se -ual tiene una -u-2ara en su tiene la -inem!ti-a inersa, 7lti 7ltim" m" esla esla nn el -ual ual la #is-a5a-ita#a3 esta esta 5ermi 5ermite te #ete #etermi rminar nar el -ar%a #e -"mi#a y se la llea esta esta#" #" #e -a#a una #e las 2asta la altura #e la "-a #e arti-ula-i"nes a 5artir #e una #i-2a 5ers"na 5ara *ue esta 5"si-in y "rienta-in #el s"l" ten%a *ue arir la "-a y e;e-t"r ;inal #esea#as3 t"mar mar el alime iment" nt" 5ara #i%erirl"3 I. OBJETIVOS 3.2. CINEMATICA DIRECTA Dise6ar, -"nstruir y ?e re;iere a la rela-in *ue -"ntr" -"ntr"lar lar un ra&" ra&" se en-uen en-uentra tra 5resen 5resente te entre entre I. INTRODUCCIÓN r" r"titi-"" el -ual ual -a#a En la a-tuali#a# e85ert"s #e un a #e l as ten%a -"m" ;un-in ari"s -am5"s traa9an en la arti-ula-i"nes arti-ula-i"nes *ue -"m5"ne -"m5"ne suministrar la al r""t -"n la "rienta-in y ine inest sti% i%aa-i inn #e #ist #istint int"s "s -"mi#a a una 5"si-in *ue ten#r! el temas #e la r"ti-a3 En un 5ers"na niel niel relatia relatiamen mente te alt" alt" #e e;ee;e-t"r t"r ;inal3 ;inal3 Las arial ariales es #is-a5a-ita#a3 astra--in 5are-e ra&"nale *u *uee se en-u en-uen entra trann en las las Tener un a9" -"st" arti #ii#ir la r"ti-a en -uatr" rti-ulala-i"n "nees s"n l"s #e -"n -"nstru stru--i --in, n, a !n%ul"s *ue se ;"rman entre !reas 5rin-i5ales: ;in #e *ue 5ers"nas l"s esla"nes, en el -as" #e mani mani5u 5ula la-i -in n me-! me-!ni ni-a -a,, #e t"#"s l"s estrat"s ser l"-"m"-in, isin un a arti-ula-in s"-ia "-iale less 5u 5uee#an #an r"ta-i"nal, y la l"n%itu# en -"m5uta-i"nal e inteli%en-ia a--e#er a su us"3 arti;i-ial3 el -as" #e ser una >!-il artiarti-ula ula-i -in n trasl traslaa-i" i"nal nal33 mani"raili#a#3 La Me-a Me-atr trn nii-aa -"m" "m" @eneralmente 5ara la -am5 -am5"" multi# multi#is is-i -i5li 5linar nari", i", eleele--i -in n #e l"s l"s mar-" mar-"ss #e est! st! -asi -asi *u *uee " "li li%a %a#a #a,, a re;eren-ia en l as t"-ar "-ar la r" r"titi-a, a, -"m" "m" a5li-aa5li-a-i"n i"nes es #e r"ti r"ti-a -a se II. II. MARC MARCO O TEOR TEORIC ICO O tem!ti-a 5rin-i5al " #e %ran usa usa el al%"r al%"ritm itm"" Dena Denai it+ t+ im5" im5"rt rtan an-i -iaa y a sent sentir ir la 3.1. CINEMATICA artener% " matri& D, en intera--in #e mu-2as #e las Es la -ien-ia en-ar%a#a #e esta matri& -a#a ramas mas #e la in%e in%ennier$a r$a estu#iar l"s m"imient"s #e trans;"r trans;"rmama-in in 2"m"%= 2"m"%=nea nea tra raa9an 9an#" al un$s" $s"n"3 un #etermina#" -uer5" en el Ai es re5resenta#a -"m" el 0 Dentr" #e estas ramas en el es5a-i", sin tener en 5r"#u-t" #e -am5" in#ustrial La r"ti-a -"ns trans;"rma-i"nes !si-as3 -"nsi# i#er eraa-i inn las las ;uer ;uer&a &ass es la m!s a5ta 5ara el res5"nsales #e "-asi"narl", #esarr"ll" #e ra&"s en este este -as" as" el -uer5" er5" a r"ti-"s, l"%ran#" *ue -a#a estu#iar es un ra&" #$a m!s se 5ue#an imitar l"s r"ti r"ti-"3 -"3 La -inem!t -inem!ti-a i-a en m"imi imien ent" t"ss #el ra& ra&"" un r""t a5li-a la %e"metr$a 2uman" -"n may"r e;i-a-ia3 5ara reali&ar el estu#i" #el m"i m"imie mient nt"" #e m7lti5 m7lti5le less n ra&" ra&" r"ti r"ti-" -" asa asa su %ra# %ra#"s "s #e lie liert rta# a# en la 5rin-i5i" #e ;un-i"namient" -a#ena -inem!ti-a *ue ;"rma en el #el ser 2uman" y la estru-tura #el r""t3 Este 5ue#en ser 5r"%rama#"s an!lisi an!lisiss %e" %e"m=t m=triri-"" *uiere *uiere #e5en #e5en#ien #ien#" #" #e la ;un-i ;un-inn #e-i #e-irr *u *uee -a#a -a#a un un"" #e l"s *ue *ue #ese #esem5 m5e6 e6ar araa en un unaa esla"nes #el r""t se En #"n#e las -uatr" #eterm termin ina# a#aa 5art 5artee #e la m"#ela -"m" -uer5"s r$%i#"s aria arial les es i, ai, #i, #i, i s"n s"n in#ustria, " en al%una asumien#" *ue se 5ar!metr"s as"-ia#"s a -a#a
-
Resumen
un" #e l"s esla"nes y arti-ula-i"nes3 L"s 5ar!metr"s i, ai, #i, i ('er ('er >i%ura /) #e manera %eneral re-i re-ien l"s l"s n" n"m mre ress #e !n%u !n%ul" l" #e arti arti-u -ula la-i -in n,, l"n%itu# l"n%itu# #el eslan, eslan, ";;set ";;set #el esla esla nn y !n%u !n%ul" l" #e t"rsin #el eslan, res5e-tiamente3
Figura 1 Mar-" Mar-"ss #e -""r#ena#as -""r#ena#as asumien#" D/ y D4
3.3 CINEMATICA INVERSA Es el m=t" m=t"#" #" *u *uee 5ermi 5ermite te #eterminar #eterminar #e *u= manera se #ee m"er -a#a arti arti-u -ula la-i -in n,, 5ara 5ara *u *uee el e;e-t"r ;inal " la 2erra 2erramie mienta nta,, se u ui* i*ue ue en una 5"si-in es5e-i;i-a3 Para rea reali&a li&arr el -!l-ul l-ul"" #e la -inem!ti-a inersa es ne-esari" res"ler una serie #e e-uaua-i"n "nees *u *uee en la may" may"r$ r$aa #e l"s l"s -as" -as"ss n" tienen tienen una 7ni-a 7ni-a s"lus"lu-in, in, 5"r tal m"ti" e8isten #i;erentes tes ;"rmas, *ue ;a-ili ;a-ilitan tan #e al%una al%una manera manera #ar s"lu-in a este 5r"lema, entre ellas se en-uentran las si%uientes: M=t"#"s %e"m= %e"m=tritri-"s, "s, Res" Res"lulu-in in a 5artir #e matri-es #e trans;"rma-in trans;"rma-in 2"m"%=nea, 2"m"%=nea, #esa-"5le -inem!ti-"3 3.4 ANALISIS DE UN BRAZO ROBOTICO El an!l an!lis isis is #e un ra& ra&"" r"ti-" r"ti-" se reali&a tenien#" tenien#" 5reestale-i#" y muy -lar" la -"n;i -"n;i%ura %ura-i -inn y el ti5" ti5" #el mism mism", ", -"n -"n l"s l"s %ra#" %ra#"ss #e lierta# (@DL) *ue 5"see, la -"n "n;i ;i%u %ura ra--in in #el #el r" r""t *ue#a #e;ini#a 5"r la unin entre entre esla esla" "ne ness me#ia me#iante nte arti-ula-i"ne arti-ula-i"ness *ue 5ermiten 5ermiten
m"imient" entre element"s e8isten, l"s -uales ser$an l"s -"nse-uti"s3 En la ;i%ura 4 m!s im5"rtantes 5ara #e;inir #e;inir se 5ue#en "serar l"s seis l" *ue ser$a la 5"si-in #e la #i;erentes ti5"s #e 2erramienta #e traa9" en un arti-ula-i"nes 5"siles y l"s 5unt" #el es5a-i"3 %ra#"s #e lierta# *ue -a#a una #e ellas -"ntiene3 3. SERVOMOTORES SERVOMOTORES ?"n un unaas #e las 5artes tes Las Las arti arti-u -ula la-i -i"n "nees m!s m!s ;un#ame ;un#amental ntales es en un ra&" ra&" utili&a#as s"n la 5rism!ti-a y r"ti-", s"n las en-ar%a#as la r"ta-i"nal " la #e 5ermitir *ue sea -a5a& #e -"mina-in entre ellas *ue #es5l #es5la&ar a&arse se 2asta 2asta #"n #"n#e #e el en#r$a #a#a 5"r la "5erari" re*uiera3 El -il$n#ri-a, la suma #e estas 5rin-i5i" #e ;un-i"namient" #e;inir$a l" *ue seria es !si-amente un m"t"r DC a-"5la# la#" a un 9ue%" #e en% n%ra rana na9e 9ess 5erm 5ermit itie ien# n#"" in-reme in-rementar ntar la ;uer&a ;uer&a,, 5er" 5er" 5er#ien#" el"-i#a#, y *ue me#iante una 5arte #e -"ntr"l *ue se mani5ula -"n un an-2" #e 5uls", al-an&a la 5"si-in en %ra#"s *ue se le in#i*ue, l"s ser"m"t"res3 L"s L"s ser ser"m "m"t "t"r "res es 5u 5ue# e#en en ui-arse en -ual*uier 5"si-in *ue se en-uentre #entr" #e su ran%" #e "5era 5era-i -in n y mant manten ener erse se estale en #i-2a 5"si-in, en Figura 2. Ti5"s i5"s #e al%un" al%un"ss -as"s -as"s su ran%" ran%" #e arti-ula-i"nes 5"siles3 "5era-in 5ue#e lle%ar #e . La m"r;"l"%$a #el ra&" y su a F. %ra#"s, 5er" -"n "n;i ;i%u %ura ra--in3 in3 E8is E8iste tenn %ene %eneral ralmen mente te su ran%" ran%" #e #istint"s ti5"s #e "5era-in "5era-in se en-uentra en-uentra entre -"n "n;i ;i%u %ura ra--i"ne i"ness en l"s l"s . a /G. %ra#"s, aun* n*ue ue ra&"s r"ti-"s in#ustriales 5ue#en e8istir ser"m"t"res estas s"n #e a-uer#" al ti5" -"n "tr"s ran%"s #e #e ;un un--i"n "naamie mient" nt" *ue "5era-in #e5en#ien#" #e la ten# ten#r! r! en la in#u in#ust stri riaa l"s l"s ne-esi#a# *ue ayan a m!s -"m7n 5ue#en s"lentar3 "serarse en la ;i%ura 3
IV. EL BRAZO BRAZO ROBÓTI ROBÓTICO CO -"nsta #e F 5ines an!l"%"s y IV. "OSEE 3 #RADOS DE / 5ine 5iness #i%i #i%ita tale less #e l"s l"s LIBERTAD -uale ualess F #e est"s t"s 5ine 5iness, 5ue#en ser usa#"s -"m" I.1 "RIMER #RADO sali#as PM 5ara -"ntr"lar DE LIBERT LIB ERTAD AD al%7n al%7n ti5" ti5" #e ser ser"m "m"t "t"r< "r< Este Est e %ra#" %ra# " #e lierta# lier ta# es P"r P"r "tra "tra 5art 5artee -uen -uenta ta -"n -"n %ra%ra-ias ias a un ser ser"m "m"t "t"r "r una ersin me9"ra#a *ue se en-uentra -"ne-ta#" -"n"-i#a -"m" ME@A, *ue a la ase #el ra&" -uenta -"n /F 5ines an!l"%"s r" r"ti ti-" -",, el -ual -ual %ene %enera ra y K 5ines #i%itales #e l"s m"i m"imi mien ent" t" a un 5i6 5i6nn -uale ualess / 5r" 5r"5" 5"rr-i" i"na nann *ue est! an-la#" al ser" y sali#a sali#a PM3 PM3 Ar#uin" Ar#uin" es un %ra-ias a este transmite el s";tH s";tHare are multi5la multi5lata;" ta;"rma rma y m"imient" a #"s 5i6"nes es -a5a -a5a&& #e -"ne -"ne-t -tar arse se a -ru&a#"s l"s -uales ri%en el %ran arie# arie#a# a# #e s";tH s";tHare aress m"i m"imi mien ent" t" #el #el 5rim 5rimer er 5ara eniar y re-iir eslan #el r""t3 in;"rma in;"rma-i -inn arien# arien#"" a un m!s un sin;$n #e I.2 SE#U SE#UND NDO O #R #RA ADO 5"siili#a#es en las *ue DE LIBERTAD. 5ue#a ser usa#", 5ermitien#" 5ermitien #" Este m"imient" es %ra-ias -"ntr" -"ntr"lar lar -ual*ui -ual*uier er ti5" ti5" #e a un se%un#" ser"m"t"r el a-tua#"r, sistema #e -ual est! an-la#" an-la#" a la 5arte -"muni -"muni-a-a-in in " -ual*ui -ual*uier er ;inal #el 5rimer eslan y a "tr" #is5"siti" -"n el *ue se "mien mien&" &" #el #el se%u %un# n#"" #esee traa9ar3 El eslan3 mi-r"-"ntr"la# mi-r"-"ntr"la#"r "r #e la 5la-a se 5r"%r 5r"%ram amaa me#i me#ian ante te un I.3 TERCER #RADO s";tHare 5r"5i" #e Ar#uin" DE LIBERT LIB ERTAD AD asa#" en irin% y Este 7ltim" %ra#" #e Pr"-essin%, el -ual 5ue#e ser lierta lierta## es %ra-ias %ra-ias a "tr" "tr" am5lia#" a tra=s #e ser"m"t"r mini *ue lirer$as lirer$as #esarr"lla#as #esarr"lla#as en C s"sten#r! s"s ten#r! la -u-2ara -u-2 ara -"n -"n 5ermitien#" *ue sea m!s la *ue se a a -"%er el a--esile y ;a-tile aliment" *ue se a a llear -"m5ara#" -"n "tr"s ti5"s #e a la "-a "-a #e la 5ers"na, La mi-r"-"ntr"la#"res3 may"r may"r 5arte #el ra&" se ela"r ela"r en materiales materiales #e ;!-il a--es" -"m" ;ira #e i#ri i#ri", ", 2a2a-i=n# i=n#"s "see l"s l"s -"rtes lim5i"s -"n l!ser en una em5res em5resaa -"rta# -"rta#"ra "ra #e 5ie&as #e a-r$li-"s, #el s";t ";tHare Hare s"li#H li#H"r "r se 5asar"n l"s 5lan"s a "tr" s";tH ";tHar aree #e la em5r em5res esaa 3.! ARDUINO 5ara 2a-er el -"rte #e la Es una 5lata;"rma #e 5ie&as -"n las #imensi"nes 2ar#Har 2ar#Haree lire, lire, -"m5u -"m5ues esta ta #a#as3 5rin-i5almente #e una 5la-a ase -"n un mi-r mi-r""-"n "ntr tr"l "la# a#"r "r y una Figura 4. Ar#uin" un"3 inter;a& #e 5r"%rama-in, l" V. DISE DISE$O $O CAD CAD DEL DEL -ual ;a-ilita al usuari" 5ara BRAZO ROBOTICO #esarr"llar una % r an III. III. MATER MATERIAL IALES ES arie arie#a #a## #e 5r"ye 5r"ye-t -t"s "s en A -"ntinua-in en la ;i%ura mu-2as #is-i5linas3 La 5la-a K se se mue muest stra ra el el ra& ra&"" / Ar#uin" est! st! -"n "nst stit itui ui#a #a 5"r un Figura 3. r"ti-" -"nstrui#" -"n l"s A-r$li-" mi-r mi-r""-"n "ntr tr"l "la# a#"r "r Atme Atmell C"n; C"n;i% i%ur uraa-i" i"ne ness m!s m!s materiales ya ?er"m"t"res A'R, m!s m!s -"m7nm m7nmen ente te -"mune -"muness #e l"s ra&"s men-i"na#"s, el C"ne-t"res Jum5er usa#"s el Atme%a /FG, r"ti-"s en la -"ntr" -" ntr"la# la#"r "r en-ar% enar%a#" a#" #e Ma#era in#ustria3 Atme%a Atme%a 4G, Atme%a /4G. y reali&ar reali&ar el el -"ntr" -"ntr"ll #e l"s T"rnill"s el Atme%a G 5"r su sen-ill" m"i m" imi mien ent" t"s s #el #el ra& ra&"" En la ;i%ura se "seran PC #ise6" y su a9" -"st", a#em r"ti r"ti-" -" se reali&ar reali&araa l"s #istint"s ti5"s #e ra&"s me#iante la 5la-a r" r"ti ti-" -"ss #e @D @DL L *u *uee as en su ersi"n un",
ARDINO NO y la inter;a& inter;a& se la #esarr" #esarr"llara llara -"n la entana #e -"mun -"munii-aa-i inn seria seriall #el #el 5r"5i" s";tHare #e 5r"%rama-in #e Ar#uin"3 Ar#uin"3
Figur% 3 Bra&" r""ti-"3
La -inem! -inem!ti-a ti-a #ire-ta #ire-ta e inersa resultan una 5ie&a im5"rtante 5ara el M"#elamient" #e un r""t, 5ues este al%" l%"ritm ritm"" aler%a t"#as las -"n# -"n#i-i"ne i-i"ness 5ara la %enera-in #el r"" r""tt en el es5a es5a-i -i", ", a#em a#em!s !s #e entr entre% e%ar ar in;"rma-in #e 5"si-in y "rienta-in res5eres5e-t" t" a un sistema sistema #e re;eren-ia L"%ram L"%ram"s "s a5li-a a5li-arr l"s -"n"-imient"s a#*uiri#"s en ele-trni-a anal%i-a y #i%ital3 ?e l"%r l"%r #" #"mi mina narr el mane mane9" 9" #el #el s";t s";tHa Hare re ARD RDINO INO 5ara 5ara la 5r"%rama-in #e la 5la-a #el mism"3 L"s mi-r"-"ntr"la#"res n"s ayu#an ayu#an a re#u-ir re#u-ir el us" us" #e elem elemen ent" t"ss anal%i-"s en el -ir-ir-ui uit" t" me#i me#ian ante te la 5r"%rama-in3
III3
REFERENCIA
/ 3 L5e&, Pr"%ram Pr"%rammin% min% ?";tH ?";tHare are ;"r Mitsuis2i In#ustrial R""ts, 2tt5:in#ustrial3ut53e#u3-"la "rat"ri"smanu;a-tura+ Qe8ile-"m5"nentes+#e+la+ -el#ar""t+mitsuis2i+r+ 4a935#; , Ener"+4..K3 4 A3 Mart$ne&, ?";tHare 5ara el m"#elamient", simula-in y 5r"%rama-in #e a5li-a-i"nesr""ti&a#as,S 4 4..3 En l$nea3 Aailale: 2tt5:re5"sit"ri"3ute3e#u3e- itstream/4KF0G/K/./ /K4 /K4/. /..Q .Q/3 /35# 5#;3 ;3 Ult Ultim im"" a--es": a--es": 4G // 4./F3
Figur gura !. ?er"m"t"r em5lea#"s en el 5r"ye-t"3
II.CONCLUSION
