prototipo de un robot de 3 gdl

Robot Schwarzenegger

15 de Diciembre, 2014

ROBOT SCHWARZENEGGER Maldonado Esquivel Luis, Miranda Sánchez Gerardo, Elizarraras León Adolfo, Pérez Calderón Ramiro, Peñaloza García Luis Alberto. Instituto Tecnológico De Lázaro Cárdenas Av. Melchor Ocampo # 2555, Col. Cuarto Sector, C.P. 60950, Cd. Lázaro Cárdenas, Michoacán, Teléfono (753) 53 7 19 77, 53 2 10 40, 53 7 53 91, 53 7 53 92 Dirección Ext. 109, Fax. 108 e-mail: [email protected] Internet: www.itlazarocardenas.edu.mx.

Resumen En el siguiente trabajo se presentara la construcción de un brazo robótico, el cual consta de 3 grados de libertad, con la finalidad de representar el trabajo que realiza un montacargas, Se muestra la construcción del prototipo y la forma en la que realiza el desplazamiento del objeto. Para el funcionamiento de nuestro prototipo a escala de un montacargas, se utilizaron 3 servomotores para realizar el movimiento de los eslabones que conforman el brazo robótico. El sistema de control que se utiliza para el manejo del prototipo es por medio del software Matlab y para el diseño se utiliza el software SolidWorks.

La grúa-torre es una máquina empleada para la elevación de cargas, por medio de un gancho suspendido de un cable, y su transporte, en un radio de varios metros, a todos los niveles y en todas direcciones. Esté constituida esencialmente por una torre metálica, con un brazo horizontal giratorio, y los motores de orientación, elevación y distribución o traslación de la carga.

Palabras clave: Brazo robótico, montacargas, control Matlab.

1. Introducción El montacargas es un vehículo contrapesado en su parte trasera, que mediante dos horquillas puede transportar y apilar cargas generalmente montadas sobre tarimas o palés. Tiene dos barras paralelas planas en su parte frontal, llamadas horquillas, montadas sobre un soporte unido a un mástil de elevación para la manipulación de las tarimas. Es de uso rudo e industrial, y se utiliza en almacenes y tiendas de autoservicio para transportar tarimas o palés con mercancías y acomodarlas en estanterías o racks.

Figura 2.- Grúa-torre.

En la mecatrónica y en la robótica se ha aprovechado todo el conocimiento posible para lograr obtener mayor tecnología y a través de la tecnología crear maquinaria que permita al ser humano en la realización de trabajos pesados así permitiendo realizar un trabajo de calidad y así evitar accidentes al personal de trabajo. La Robótica es una tecnología multidisciplinaria. Hace uso de todos los recursos de vanguardia de otras ciencias afines, que soportan una parcela de su estructura. Destacan las siguientes: Mecánica, Cinemática, Dinámica, Matemáticas, Automática, Electrónica, Informática, Energía y actuadores eléctricos, neumáticos e hidráulicos.

Figura 1.- Montacargas.

Ing. Electromecánica

Instituto Tecnológico de Lázaro Cárdenas



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Resolución: 0.29 °

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Relación de reducción : 1/254

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Funcionamiento ángulo: continuo

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Voltaje de funcionamiento (recomendado Voltaje 11.1V )

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Corriente máxima 900 mA

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Corriente en reposo 50 mA

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Temperatura de trabajo: -5 ° C ~ 85 ° C

Figura 3.- Diseño del robot Schwarzenegger.

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Protocolo TTL Half Duplex asíncrono de serie

En nuestro prototipo combinamos las dos máquinas ya mencionadas anteriormente (el montacargas y la grúa-torre), además el funcionamiento de nuestro diseño es utilizar ambas máquinas y aplicarlas en un mismo trabajo y así poder tener una mayor eficiencia en la realización de algún trabajo industrial.

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Limite Módulo 254 direcciones válidas

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Material Plástico Engranajes y Cuerpo

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Motor Tubular

Para el diseño de nuestro prototipo combinamos el funcionamiento del montacargas con el de una grúa-torre.

2. Funcionamiento del ( smart robot actuator)

9

-12V

servomotor dinamixel

El servo AX-12A es el actuador más avanzado en el mercado y se ha convertido en el factor estándar para la próxima generación de la robótica. El robot servoAX-12A tiene la capacidad de realizar un seguimiento de su velocidad, la temperatura, la posición del eje, tensión, y la carga. Como si esto fuera poco, el algoritmo de control utilizado para mantener la posición del eje del actuador AX-12 se puede ajustar de forma individual para cada servo, lo que permite controlar la velocidad y la fuerza de la respuesta del motor. Todo el control de la gestión y de la posición del sensor se maneja mediante una función de microcontrolador del servo. Características: 

Voltaje de trabajo: 12V

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Torque máximo 15,3 kg · cm , 212 oz · In

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Velocidad sin carga: 59 RPM

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Peso : 55 g

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Dimensiones: 32 x 50 x 40 mm


360 ° o giro

Figura 4.- El servomotor DYNAMIXEL AX-12A. 2.1 Funcionamiento Schwarzenegger.

del

Robot

El modo en el que opera el robot Schwarzenegger, es por medio del software de Matlab, el cual por medio de este software podemos controlar los movimientos de los servomotores y a si realizar la programación del robot. El Matlab es una herramienta de software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M) y servicio de especie.




de nuestro prototipo una vez cortado y colocado las piezas deseadas y creadas por nosotros mismos, el resultado de nuestro prototipo fue el siguiente:

Figura 5.- Programa controlador del prototipo en Matlab. Mediante este programa, la cual muestra la fig.5, es el resultado final de nuestro programa para la realización de desplazamiento deseado y requerido de nuestro prototipo.

Figura 7.- Robot Schwarzenegger. Una vez terminado nuestro prototipo, se realizaron pruebas por medio del software Matlab para ver los resultados y movimientos que realiza el robot.

4. Conclusiones Figura 6.- Programa para el movimiento del primer servomotor. En la figura 6 se muestra el programa que se utiliza para realizar el movimiento requerido para el primer servomotor y asi realizar el desplazamiento de nuestro prototipo, el cual de la misma manera se programan todos los servomotores, cada uno con su respectivo cuadro de programacion y almacenamiento de la posicion deseada.

3. Construcción del prototipo. Primeramente para la elaboración de nuestro proyecto debimos buscar y selecciona un material que fuera resistente y con un menor peso para así evitar un mayor torque y evitar daños a los servomotores.

Se ha construido un brazo robótico didáctico que consta de 3 grados de libertad actuado por servomotores, con esto hace referencia al trabajo que realiza un montacargas y una grúa-torre. El prototipo es de gran apoyo para la elaboración de nuevos proyectos y apoyo al ser humano para trabajos rudos. Con respecto al aprendizaje de la creación de este proyecto relacionamos el aprendizaje tanto mecánico, electrónico y sobre todo en el diseño y creación de un prototipo a escala. Es posible crear diferentes diseños y prototipos utilizando servomotores, cada prototipo puede ser diferente ya sea en tamaño y en la cantidad de grados de libertad que el diseñador desee aplicar en dicho prototipo, tomando en cuenta que cada servomotor se puede mover a diferente posición no solo en distancia sino también en grados.

Una vez teniendo el material seleccionado, se tomaron medidas para tener una idea más específica





5. Referencias [1] http://es.wikipedia.org/wiki/MATLAB

[2] http://tienda.tdrobotica.co/producto/497



prototipo de un robot de 3 gdl

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