ROBOTICA PROYECTO BRAZO ROBOTICO (ALIMENTADOR)

PROYECTO BRAZO ROBOTICO (ALIMENTADOR)

Resumen- En este proyecto se diseñó un brazo robótico, el cual debía mitigar una problemática ya que una persona con discapacidad motriz no podía comer sus alimentos por sí sola, sino que debía depender de una segunda persona para que esta le diera la comida. Con este proyecto se logró mitigar esa problemática ya que se diseñó un brazo robótico el cual tiene una cuchara en su último eslabón el cual la carga de comida y se la lleva hasta la altura de la boca de dicha persona para que esta solo tenga que abrir la boca y tomar el alimento para digerirlo.

1. INTRODUCCIÓN

En la actualidad expertos de varios campos trabajan en la investigación de distintos temas de la robótica. En un nivel relativamente alto de abstracción parece razonable dividir la robótica en cuatro áreas principales: manipulación mecánica, locomoción, visión computacional e inteligencia artificial.

 La Mecatrónica como campo multidisciplinario, está casi que obligada, a tocar la robótica, como temática principal o de gran importancia y a sentir la interacción de muchas de las ramas de la ingeniería trabajando al unísono. Dentro de estas ramas en el campo industrial La robótica es la más apta para el desarrollo de brazos robóticos, logrando que cada día más se puedan imitar los movimientos del brazo humano con mayor eficacia.

Un brazo robótico basa su principio de funcionamiento en el del ser humano y pueden ser programados dependiendo de la función que desempeñara en una determinada parte de la industria, o en alguna institución educativa; Estos brazos están interconectados por articulaciones, que le permiten lograr el movimiento y que pueden ser tanto de tipo rotacional como de tipo traslacional, accionadas por algún tipo actuador eléctrico, hidráulico o neumático. En este caso se usará un brazo con articulaciones rotacionales, logrando así diseñar un dispositivo robótico que le dé la comida a una persona discapacitada.

1. OBJETIVOS

• Diseñar, construir y controlar un brazo robótico el cual tenga como función suministrar la comida a una persona discapacitada.
• Tener un bajo costo de construcción, a fin de que personas de todos los estratos sociales puedan acceder a su uso.
• Fácil maniobrabilidad.

1. MARCO TEORICO

3.1. CINEMATICA

 Es la ciencia encargada de estudiar los movimientos de un determinado cuerpo en el espacio, sin tener en consideración las fuerzas responsables de ocasionarlo, en este caso el cuerpo a estudiar es un brazo robótico. La cinemática en un robot aplica la geometría para realizar el estudio del movimiento de múltiples grados de libertad en la cadena cinemática que forma la estructura del robot. Este análisis geométrico quiere decir que cada uno de los eslabones del robot se modela como cuerpos rígidos asumiendo que se encuentran a rotación pura o a traslación pura. Existen varias maneras de determinar la posición de un robot, para manipuladores robóticos la cinemática posee dos enfoques, un enfoque es la cinemática directa, esta consiste en calcular la posición y orientación del efector final a partir del estado de cada una de las articulaciones que conectan los eslabones en la cadena cinemática, por otra parte, se tiene la cinemática inversa, esta permite determinar el estado de cada una de las articulaciones a partir de una posición y orientación del efector final deseadas.

3.2. CINEMATICA DIRECTA

 Se refiere a la relación que se encuentra presente entre cada una de las articulaciones que compone al robot con la orientación y posición que tendrá el efector final. Las variables que se encuentran en las articulaciones son los ángulos que se forman entre los eslabones, en el caso de ser una articulación rotacional, y la longitud en el caso de ser una articulación traslacional. Generalmente para la elección de los marcos de referencia en las aplicaciones de robótica se usa el algoritmo Denavit-Hartenberg o matriz DH, en esta matriz cada transformación homogénea Ai es representada como el 7 producto de 4 transformaciones básicas.

[pic 1]

En donde las cuatro variables θi, ai, di, αi son parámetros asociados a cada uno de los eslabones y articulaciones. Los parámetros θi, ai, di, αi (Ver Figura 1) de manera general reciben los nombres de ángulo de articulación, longitud del eslabón, offset del eslabón y ángulo de torsión del eslabón, respectivamente.

[pic 2]

Figura 1 Marcos de coordenadas asumiendo DH1 y DH2

3.3 CINEMATICA INVERSA

Es el método que permite determinar de qué manera se debe mover cada articulación, para que el efector final o la herramienta, se ubique en una posición especifica. Para realizar el cálculo de la cinemática inversa es necesario resolver una serie de ecuaciones que en la mayoría de los casos no tienen una única solución, por tal motivo existen diferentes formas, que facilitan de alguna manera dar solución a este problema, entre ellas se encuentran las siguientes: Métodos geométricos, Resolución a partir de matrices de transformación homogénea, desacople cinemático.

3.4 ANALISIS DE UN BRAZO ROBOTICO

 El análisis de un brazo robótico se realiza teniendo preestablecido y muy claro la configuración y el tipo del mismo, con los grados de libertad (GDL) que posee, la configuración del robot queda definida por la unión entre eslabones mediante articulaciones que permiten movimiento entre elementos consecutivos. En la figura 2 se pueden observar los seis diferentes tipos de articulaciones posibles y los grados de libertad que cada una de ellas contiene.

Las articulaciones más utilizadas son la prismática y la rotacional o la combinación entre ellas que vendría dada por la cilíndrica, la suma de estas definiría lo que seria

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