Proyecto de ingeniería 1 robot LEGO MINDSTORM EV3

Fase 3: Inicio del Proyecto

Oscar Yecid Rodríguez Aponte

Viviana Andrea Cortes Castillo

Dairo Sastoque Bustacara

Tutor:

Freddy Alonso Herrera

Universidad Nacional abierta y a distancia

Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería

Ingeniería Industrial

2019

Tabla de contenido

Portada        2

1.        Objetivos        3

2.        Planteamiento Formulación del problema:        3

2.1        Planteamiento del problema        3

2.2        Formulación del problema        3

3.        Reseña de las consultas realizadas citando las fuentes        3

4.        Posibles soluciones propuestas        3

4.1 Solución # 1        3

4.2 Solución # 2        3

4.3 Solución # 3        3

5.        Evaluación y selección de la mejor solución aplicando un criterio válido de selección        3

6.        Diseño conceptual del prototipo        3

7.        Conclusiones y recomendaciones        3

7.1 Conclusiones        3

7.2 Recomendaciones        3

8.        Bibliografía        3

1. Objetivos

Objetivos Generales

• Conocer la forma más segura de transportar un elemento químico altamente nocivo.
• Aprender a programar el robot LEGO MINDSTORM EV3, para que realice las instrucciones necesarias para el correcto transporte de una carga.
• Interiorizar y examinar los conceptos y elementos básicos para la construcción de un proyecto

Objetivos Específicos.

• Analizar la problemática sucedida
• Examinar la oportunidad de mejora 
• Planear y ejecutar la estructura de la solución, creando la prueba y el error
• Conocer los conocimientos mínimos que se requieren para el proyecto

1. Planteamiento Formulación del problema:

1. Planteamiento del problema

“En una empresa de transporte especial de carga requiere transportar un elemento químico altamente nocivo de una zona aislada a otra a través de una pista hexagonal. A pesar de que la sustancia está herméticamente encriptada existe el riesgo que en el proceso del transporte ocurra un derrame, por lo que ningún ser humano puede estar en contacto con ella en el recorrido del transporte, como se ilustra en la figura 1. La sustancia y la capsula de envasado pesan 500 kilogramos. La carga se debe transportar usando un robot LEGO MINDSTORM EV3 que resuelva el siguiente recorrido”.

1. Formulación del problema

Opción 1:

¿Cómo diseñar una estrategia de armado y programación del robot LEGO MINDSTORM EV3 que sea lo suficientemente efectiva para transportar elemento químico altamente nocivo, a través de una pista hexagonal a control remoto, pues ninguna persona puede entrar en contacto con dicha sustancia?

Opción 2:

¿Cómo transportar un elemento químico altamente nocivo de una zona aislada a otra a través de una pista hexagonal, sin que este elemento químico tenga contacto con los seres humanos?

1. Reseña de las consultas realizadas citando las fuentes

• https://www.lego.com/es-es/mindstorms/downloads

• Ruben sebastian. Lego Minstorms Ev3: TYutorial robotica [Archivo de video]. Recuperado de Youtube.
• Proyectos Lego Robots; 2017-proyectos de ingeniería; mecamex, tomado de: http://www.mecamex.net/Libros/2017LibroProyectosIngenieriaMultidisciplinaria.pdf
• Como manipular sustancias toxicas, tomado de: https://www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/danger/publi/unrec/rev17/Spanish/Rev17_Volume1.pdf.
• 2.2 Silveira, A., L´Erario, A., Takeshi, A., Canhadas, E., de Lima, F., Canhadas. G., Gonçalves, J. A., Fabri, J. A. y da Silva, J. (2014). Iberian Conference on Information Systems and Technologies, CISTI. 2014. Recuperado de: 
• 2.3 Enríquez, C., Aguilar, O.  y Domínguez, F. (2016).  Using Robot to Motivate Computational Thinking in High School Students. IEEE Latin America Transactions, Vol. 14, No. 11. Recuperado de: 
• Robotica LEGO EV3, Canaltic (2015), tomado de: http://canaltic.com/rb/legoev3/144_sensor_tctil.html
• LEGO EDUCATION: https://education.lego.com/es-es/lessons/ev3-space/turn-using-sensor
• LEGO PROGRAMACION: https://www.lego.com/es-es/themes/mindstorms/learntoprogram

1. Posible solución propuesta

Solución #1: Lo primero que debemos saber es que el transporte de residuos peligrosos, en necesario tomar medidas de prevención y control para evitar efectos adversos sobre la salud de las personas e impactos negativos al medio ambiente, existen temas de responsabilidad para cada actor de la cadena de transporte, los requisitos del vehículo, y los procedimientos y prácticas que se deben llevar a cabo durante esta operación.

Como segunda medida se debe escoger el tipo de vehículo utilizado para esta operación, en este caso debido a su capacidad de fuerza para el transporte de carga y teniendo en cuenta que su peso es de 500 kilogramos y que además el factor de seguridad prima sobre la rapidez se elige utilizar un montacargas, ya que con este tipo de vehículo se facilita el cargue y descargue de la capsula.

Este es el tipo de robot que se utilizara para la operación:

[pic 2]

Solución #2: Como bien se sabe se deben tomar buenas prácticas para manipular sustancias peligrosas y aún más para transportarlas, es por eso por lo que se debe tener cuidado, planeando y probando las estrategias, así mismo se observara si funciona o es un error.

Claro que si hablamos de sustancias altamente peligrosas estas pruebas no se deben hacer con humanos por seguridad y es por eso también que se deben implementar robots y mecanismos que no afecten la seguridad ni salud de ningún ser humano.

Como la carga se debe transportar usando un robot LEGO MINDSTORM EV3 es este robot el que debe programarse para andar en una pista hexagonal, antes de ello la solución es medir la pista para así mismo realizar la programación exacta e incorporar una cámara al LEGO, esto se realiza por si algo nuevo llegase a suceder en la pista, ya que una persona capacitada en manejar todo tipo de robot pueda transportarla con un control remoto y con programación desde un lugar seguro y siempre teniendo la visualización de la imagen que da la cámara del LEGO. Al llegar al lugar de descargue el robot debe dejarlo en una cintra transportadora, que llevara el producto hacía otro robot.

En el momento de la carga y descarga se usará otro robot con la característica de un montacarga, la función de dicho robot será tomará la sustancia de la cinta transportadora y la dejará en un lugar seguro; es por eso por lo que a este robot se debe programar con el peso de la sustancia y la exactitud de la dimensión y ubicación del lugar seguro.

La persona que está encargada de transportarlo desde el control remoto posee un control de mando para todos los robots y ciclos por si llega a fallar la programación del robot o el mismo robot y en ese control de mando existe la posibilidad de reprogramar al robot haciendo uso de sus sensores

• Sensor de Color: Se utiliza siguiendo una línea de color para evitar pérdidas, se puede utilizar en caso de emergencia para continuar su trayecto o devolverse.
• Sensor de Infrarrojo: Este sensor es útil para evitar golpes o choques con objetos, se utiliza en caso de que hallan obstáculos en la pista o alguna novedad se encuentre en la pista.
• Giro Sensor: Con este sensor de detectará la rotación en grados por segundo, registrando ángulos de rotación en grados, se utilizará para realizar los giros adecuados.
• Sensor Táctil: Este sensor se utiliza a la llegada de la sustancia al lugar correspondiente si no llegase a parar este con la sola programación, al presionar el táctil con la banda se detendrá cuidadosamente para dejar la carga en la cinta transportadora.

[pic 3][pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7][pic 8]

Solución #3:

Diseñaría un robot con los sensores de alcance, giro, cuatro brazos (dos para que eleven el recipiente y los otros dos para que lo sostengan al momento del transporte), adicionalmente una bandeja en caso de que el recipiente que contenga el químico tenga fuga, tren de rodaje tipo oruga esto ayudaría también con la estabilidad tanto del robot como del recipiente.

La programación seria: llegue al recipiente (Imagen 1), tome el recipiente con los brazos superiores (Imagen 2) esto ya nos impide el movimiento de la sustancia hacia los lados, Eleve el recipiente para el transporte (Imagen 3). Programación de alcance y giro del circuito.

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