BRAZO ROBOTICO - UTP 2017-2
CURSO : PROYECTOS DE INGENIERIA ELECTRONICA IIPROFESOR : ING LUIS RAYMI ROMAN
AULA : JUEVES 6.30PM
El proyecto Proyecto IE2 - 2017-2 a realizar consiste en el diseño e complementación de un sistema mecánico automatizado de dimensiones similares a la de un brazo humano. Este sistema será semi-fijo, girara en torno a su eje y tendrá como fin el reconocer la posición y posterior cambio de ubicación de objetos situados en un tablero vertical matricial.
El tipo de movimiento que realizara el sistema será bidimensional (horizontal y vertical) y estará compuesto básicamente por motores (servos) que serán gobernados por una unidad lógica que será implementado con semi-controladores.
DOCUMENTOS Y ENLACES:
Objetivos generales
Diseñar e implementar un prototipo de un brazo robótico para la ubicación de objetos con ayuda de un módulo donde se pueda mover un objeto de un casillero hacia otro casillero automáticamente introduciendo las coordenadas correspondientes de las ubicaciones deseadas, todo esto será a través de un micro controlador.
Objetivos específicos
Nivel hardware
- Diseñar la estructura del brazo robótico, de tal forma que los mecanismos del hardware se puedan acoplar adecuadamente.
- Construir el brazo robótico de acuerdo al diseño previo.
- Realizar pruebas al sistema mecánico y realizar mejoras en el funcionamiento móvil.
- Implementar una estructura estable donde a través de servomotores se puede obtener los resultados deseados.
- Establecer 3 grados de libertad para que el brazo no tenga dificultades al momento de realizar el traslado de objetos de un lugar a otro.
- Mediante el sensor de ultrasonido tener la capacidad de obtener información del casillero si se encuentra Lleno se encuentra vacío en el instante de posicionar el objeto requerido.
VIDEO
Nivel software
- Se diseñara un sistema software de control, que interactúe con los sensores y permita la manipulación de los objetos encontrados en las casillas.
- Con el hc-05 tendremos la recepción y transmisión de datos en forma serial.
- Elaboramos el aplicativo para Android en app inventor 2, determinando los comandos de Movimiento hacia la matriz y la vinculación con el microcontrolador.
- En el sub programa controlaremos la configuración e inicialización del sistema hardware y software
ANTECEDENTES
Hace
seis semanas que iniciamos este trabajo titulado "Brazo Robótico Selector
de Objetos” el cual pretende realizar y desarrollar un proyecto que demostrara
la aplicación y el desarrollo de los conocimientos adquiridos durante toda
nuestra carrera profesional, sino también, y como valor añadido, la
participación integral del trabajo de nuestro grupo.
Hemos
entendiendo que a pesar que tenemos diversas opiniones, recursos y tiempos cada
uno de los integrantes del grupo vamos resolviéndolo a lo largo de este trabajo
y lo plasmamos en este informe, así, tenemos también la necesidad y ambición de
terminarlo con el objetivo trazado.
Sin
embargo, por la distribución de las tareas, los gastos, el calendario y del
desarrollo de avances por etapas hemos sabido enfrentar los vaivenes por de los
objetivos trazados por etapas. Si bien nos encontramos ya en un casi 50% del avance,
hoy sentimos que hemos desarrollado
bastante mas de lo planificado, por esta razón, presentamos nuevamente este
informe para plasmar de manera escrita el detalle de todo aquello que requiera
corregirse hasta este punto.
Tenemos
presente un calendario ya avanzado desde la adquisición completa de las partes
de proyecto, sin embargo, venimos corrigiendo y ajustando las tareas restantes
puesto que las decisiones, como ya dijimos, son realizadas por todos y porque
vamos aprendido también el saber pedir colaboración de otros compañeros y
conocedores e invertir una buena parte de nuestro tiempo.
En
este sentido reiteramos el plantear y terminar en los plazos previstos la
culminación de las diferentes etapas de nuestro proyecto. A continuación,
detallaremos nuestro avance.
Figura1. Brazo realizado al 100%
RESUMEN
En esta etapa del proyecto
damos a conocer el brazo construido al 100% con las colocaciones de los
servomotores en sus respectivos sitios para que pueda realizar los giros
adecuados y pueda funcionar de la mejor manera.
Lo que se está logrando en este
momento es el armado completo del brazo robótico con sus respectivos
servomotores y ajustes necesarios para que pueda cumplir la función que
deseamos , también hemos elaborado las medidas y cortes para implementar la
matriz 3x3 para la colocación de los objetos que el brazo va a ubicar.
El brazo robótico
presentado al 50% tiene la capacidad de realizar los movimientos primarios la
cual se empezara con la realización del servomotor para el giro de la base para
luego ir programando los servos que darán la funcionalidad al brazo de poder
girar la muñeca donde esta localice un objeto en un espacio de una matriz 3x3
posteriormente se envía una señal al brazo robótico ordenándole que recoja el
objeto y lo coloque una posición determinada.
El proyecto tiene como
finalidad principal en aplicaciones como
almacenamiento, carga y descarga de objetos, cuanto mayor sea el trabajo de
almacenamiento más será justificado el uso de sistemas automáticos que se
encarguen de clasificar y almacenar. Cada una de las ubicaciones debe ser
memorizada en el sistema que es el que ordena al brazo robótico a la inserción
o extracción de los objetos con una simple orden que contenga el código de la
ubicación del material.
Lo que presentaremos más
adelante será el principio de la elaboración del programa para poder controlar
y realizar los movimientos de los giros respectivos en cada parte del
brazo y los últimos ajustes necesarios
para el brazo robótico.
DESARROLLO DEL TRABAJO 1
RESPONSABLES
GRUPO 1
|
CARGO
|
%
|
Villanueva
|
Encargado de realizar
la programación con ángulos y movimientos en el tablero para primer, segundo
y tercer movimiento
|
48%
|
Osorio
|
Encargado de realizar el
adecuado diseño del circuito y programa para interfaz del sistema de control
de proyecto
|
48%
|
Chávez
|
Encargado de realizar
el adecuado diseño del circuito y programa para interfaz del sistema de
control de proyecto
|
48%
|
Flores
|
Encargado de realizar
parte técnica y características básicas de la parte mecánica de la base,
brazo del proyecto e investigación de partes fundamentales
|
47%
|
DESCRIPCIÓN:
INTERFAZ ELECTRÓNICA DE CONTROL
Se evalúa cada uno de los
componentes electrónicos de control tomando en consideración y por separado a
el brazo el cual hará el mayor movimiento, más precisión y la base matricial la
cual debe tener una medida acorde.
Las características técnicas de
cada uno de los componentes deben ser muy bien interpretados para poder dar al
proyecto una estabilidad optima al realizar su función deseada.
INTERFAZ DEL CIRCUITO
ELECTRONICO
Se creada una modulo donde
estará la parte electrónica del proyecto, contara con un microcontrolador donde
estará ejecutando el programa principal del proyecto y los demás componentes
que lo complementa.
Se está diseñando una
simulación que cuenta con todos los componentes asociados para la elaboración
de la placa electrónica que será la parte principal del proyecto.
INTERFAZ DEL USUARIO DEL
SISTEMA DE CONTROL
Se debe realizo averiguaciones
de la diversidad que se tiene de programas para poder diseñar una interfaz
amigable y que desempeñe una tarea que ayude a la optimización y control del
proyecto haciendo que el tablero matricial y el brazo se vuelvan uno solo y que
por medio de un solo botón se pueda controlar en su totalidad la actividad
deseada.
La interfaz empleada en la
elaboración del mando de control del proyecto será “el app inventor 2”, donde
cual ya se realizó la interfaz para una aplicación de Android colocando los
botones correspondiente a cada movimiento que se planea que realice.
RESPONSABLES GRUPO 1
|
ESTADO DEL PROYECTO
|
PLANIFICACION FUTURA
|
Villanueva
|
Se
está realizando el programa
|
Esta
función se encuentra en un 30% aproximadamente, pues se está controlando los
servomotores mediante el programa
|
Osorio
|
Se
realizó el armado circuito de la parte electrónica del brazo y seleccionar
componentes adecuados
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
avanzar con la programación.
|
Chávez
|
Se
realizó el armado circuito de la parte electrónica del brazo y seleccionar
componentes adecuados
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
avanzar con la programación
|
Flores
|
se
realizó la investigación del tipo de compilador que se debería emplear y el
tipo de leguaje para una mejor elaboración de la estructura del programa
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
la elaboración del programo por movimientos
|
DESARROLLO
DEL TRABAJO 2
RESPONSABLES GRUPO 2
|
CARGO
|
PORCENTAJE
|
Lunarejo
|
Encargado de realizar
ajustes teóricos y prácticos de los servomotores y armado del brazo y
supervisión de fallas.
|
49%
|
Meza
|
Encargado de realizar
las medidas de partes mecánicas del proyecto antebrazo, muñeca, mano y armado
del brazo y supervisión de fallas
|
49%
|
Zamora
|
Encargado de realizar
cotización de partes mecánicas del proyecto antebrazo, muñeca, mano y armado
del brazo y supervisión de fallas.
|
49%
|
Renojo
|
Encargado de realizar
la investigación de mediadas del proyecto como también del 50% de la parte
física
|
50%
|
Lazo
|
Encargado de realizar
las características técnicas del proyecto como también del 50% de la parte
física
|
48%
|
DESCRIPCION
ESTRUCUTURA Y CONTRUCCION DE BRAZO ROBOTICO
Se realizó la construcción del
brazo robótico mediante servomotores, el cual tendrá tres grados de libertad
para las funciones establecidas por el programador, la construcción se hará en
madera MDF y con rodajes plásticos y con un diseño con las medidas bien
establecidas de cada parte del brazo.
Se realizó el dibujo del
proyecto en donde se estima las medidas de base y brazo, se toma en cuenta que
la base va a soportar su propio peso el del brazo y de todos los componentes
electrónicos y demás adicionales del proyecto.
Figura 2. Diseño de las partes del brazo
Cada servomotor será probado antes de complementarlo con el brazo que puede ser controlado tanto en velocidad como en posición. Es posible modificar un servomotor para obtener un motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo, conserva la fuerza, velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y DISEÑO DE LA MATRIZ 3X3
En esta parte del proceso del
proyecto se busca adaptar el tablero matricial tomando en cuenta cada uno de
los movimientos mecánicos de ángulo que realizara el brazo ya que dependiendo
de ellos se tiene que ajustar el tamaño. Una vez encontrado de forma teórica
dada uno de las dimensiones del tablero se podrá dividir y fusionar la idea
autónoma de implementar el brazo y sus actividades con la función principal de
la matriz la cual es alojar un objeto en cada cuadrante al cual se le indique.
Por ende, esta parte se busca
detallar cada parte física del tablero 3x3 que será usada para la ubicación de
los objetos a mover, así como detallar las medidas apropiadas que serán usadas
para la construcción, que tendrá un material de MDF.
Cada medida pensada para el
mejor desplazamiento de los movientes del brazo hacia el tablero.
RESPONSABLES GRUPO 2
|
ESTADO DEL PROYECTO
|
PLANIFICACION FUTURA
|
Lunarejo
|
Se
realizó las medidas de la estructura del brazo y la construcción física con
los servomotores
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
estudiar y verificar algunas modificaciones si lo requiere.
|
Meza
|
Se
realizó la prueba de los servo motores a utilizar y la construcción física
del brazo.
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
estudiar y verificar algunas modificaciones si lo requiere.
|
Zamora
|
Se
realizó las medidas de la estructura del brazo y la construcción física con
los servomotores
|
Cumplimiento
con esta función ya se realizó al 50% de esta etapa, el siguiente paso sería
estudiar y verificar algunas modificaciones si lo requiere.
|
Renojo
|
Se
realizó investigar cual seria las medidas adecuadas a la contrición física
del tablero matricial 3x3
|
Esta
función se encuentra en un 50% aproximadamente, se hizo el plasmado de las
partes medidas en madera
|
Lazo
|
Se
realizó investigar cual seria las medidas adecuadas a la contrición física
del tablero matricial 3x3
|
Esta
función se encuentra en un 50% aproximadamente, se está realizando la
documentación necesaria de cada componente.
|
- Al momento de desmotar las piezas de la plantilla cortada tener cuidado, porque podrían romperse. y afectaría demasiado en el armado de brazo.
- No ajustar demasiados fuertes las piezas por el hecho de que el material es madera podría rajarse.
- No cortar la plantilla con cúter o algo punzante porque correrás el riesgo de que se rompa, mejor mandarlo a cortar en un sitio especializado.
- Tener una base acorde al peso en conjunto de los motores y armazón del brazo para que este más estable posible.
- Si no tienen conocimiento suficiente de programas de diseño mecánico, solicitar una Asesoría, para poder tener mejor resultados en la edificación de la maqueta
- Antes
de conectar la alimentación corregir las conexiones realizadas sobre todo respetando las polaridades y que todo esté en su lugar como corresponda, con su respectivo
voltaje.
- Fijarnos bien los movimientos de cada parte del brazo robótico que se va realizar teniendo en cuenta los límites de giros establecidos y el uso correcto de cada servomotor a utilizar.
- Al momento de realizar la matriz procurar que sea a una medida aceptada con relación con la pinza del brazo robot.
- Al momento de programar tener a la mano el datasheet del pic que se está usando para no tener inconvenientes al momento de programar
CONCLUSIONES
· Se definió que trabajaremos con
cartón prensado como material principal de nuestro brazo articulado.
· Teniendo en cuenta la ligereza
de nuestros materiales, y el cálculo del peso de la estructura en general;
variamos en la elección de los servos a utilizar, dado que ocuparemos en su
mayoría servos mini del modelo TOWERPRO.
· Estamos utilizando el C.I
(PIC16F877A), dado que es el que más ventajas nos brindó al momento de realizar
las comparaciones costo beneficio haciendo énfasis también en la capacidad de
memoria y la experiencia de haber trabajado antes con el mismo.
· La programación se está
trabajando en Lenguaje C con el compilador Pic C Compiler.
· Las dimensiones que estimamos
hasta el momento para el tablero es de 48cm x 48cm. Teniendo un aproximado
de 16cm x 16cm en cada casillero. Esto
tomando en cuenta la longitud de las pinzas del brazo al momento de abrirse
previo a sujetar un objeto
VIDEO DEL PROYECTOS AL 80%
MIEMBROS DEL GRUPO:
TODOS ESTOS TRABAJOS LO COMPARTIMOS PARA
LA COMUNIDAD UNIVERSITARIA VIA INTERNET EN:
