Brazo Mecanico

Diseño de un Brazo Mecánico

Proyecto: Diseño de un brazo mecánico

Fecha: 8 de Noviembre de 2000

Autor: TodoRobot

Bibliografía: Robótica Práctica de Angulo

Introducción:

Este proyecto surge del reclamo de muchos visitantes por planos y conceptos que les

ayuden a iniciar la construcción de un Brazo Mecánico controlado por computadora.

A lo largo de este documento se verán distintos bosquejos e ideas que podrán orientarlos

hacia el diseño de un brazo. Si bien los bosquejos presentados corresponden a un

modelo de brazo bastante complejo, este puede ser adaptado de acuerdo a las

posibilidades de cada uno.

Las siguientes imágenes muestran el modelo terminado del brazo que luego se verá en

mas detalle:

Estas imágenes corresponden a un modelo comercial denominado ARMDROID que se

utiliza con fines didácticos.

Descripción técnica:

En la siguiente figura se puede apreciar un diagrama del ARMDROID con todas sus

partes detalladas:

Como se puede apreciar este modelo es un brazo muy completo, que posee cuatro ejes

de movimiento: Base, Hombro, Codo y Muñeca. Como se ha comentado antes, no es

necesario tener todos estos movimientos en un primer diseño. Por ejemplo el

movimiento de la muñeca suele complicar bastante el diseño y puede ser obviado

perfectamente sin que esto disminuya demasiado la capacidad de trabajo del brazo.

En la siguiente figura se puede apreciar los ángulos de giro clásicos de las distintas

articulaciones:

Si bien no se aprecia el ángulo de giro de la base, esta posee un movimiento de derecha

a izquierda y viceversa con un ángulo de giro generalmente limitado por los cables que

conectan el cuerpo del brazo con la base de apoyo. De todas formas con un buen diseño

es posible alcanzar ángulos de giro muy cercanos a los 360°.

En la construcción de este modelo se utilizan 6 motores paso a paso. Uno es utilizado

para el movimiento lateral de la base, un segundo y tercer motor para dar movimiento al

brazo y antebrazo, un cuarto y quinto motor para accionar la muñeca hacia arriba y

abajo y darle giro, y el sexto y último motor para controlar la apertura y cierre del

aprehensor de la mano.

Los motores se ubican principalmente en la base para evitar cargar con pesos

adicionales las extremidades, ya que esto redundaría en tener que usar motores mas

potentes para lograr mover las mismas.

La conexión mecánica entre los motores y los ejes de cada extremidad se realiza por

medio de delgados cables de acero, engranajes y poleas, según se aprecia en la siguiente

figura:

Para terminar, veremos dos imágenes que ilustran la construcción y accionamiento de la

muñeca y la mano:

Accionando el brazo desde la PC:

Para controlar el brazo desde la PC se puede hacer uso de la interfaz para puerto

paralelo publicada en esta misma sección en conjunto con la controladora para 4

motores paso a paso también disponible en esta sección.

Si bien este brazo utiliza 6 motores, podemos obviar el movimiento de la muñeca con lo

cual podríamos realizarlo con tan solo 4 motores paso a paso.

Alternativa a los motores paso a paso:

También es posible accionar un brazo mecánico mediante el uso de Motorreductores

DC o bien motores DC con cajas reductoras adecuadas.

El resto de la mecánica no cambia, pero hay que tener en cuenta que en los motores DC

a diferencia de los motores paso a paso, no es posible controlar su giro, estos giran una

vez aplicada la energía y no hay forma de saber cuanto han girado. Para solucionar esto

se puede

...