Presentations y brazo robotico">
Actualizado Articulo Brazo Robotico
Actualizado Articulo Brazo Robotico
Actualizado Articulo Brazo Robotico
Maria Marn
Estudiante Ingeniera Mecatrnica
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindio
Armenia, Colombia
aleja_m14@hotmail.com
Andres Guecha
Estudiante Ingeniera Mecatrnica
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindio
Armenia, Colombia
andresguecha@hotmail.com
Andy Pantoja
Estudiante Ingeniera Mecatrnica
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindio
Armenia, Colombia
andysito1@hotmail.com
Juan Cortes
Estudiante Ingeniera Mecatrnica
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindio
Armenia, Colombia
jjcortesgonzalez@hotmail.com
Norbey Rojas
Estudiante Ingeniera Mecatrnica
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindio
Armenia, Colombia
nor1794@hotmail.com
Palabras Clave:
Biorobotica, PWM.
Servomotor,
Gripper,
Exoesqueleto,
I.INTRODUCCIN
El presente trabajo tiene como fin describir la forma como se
implement un brazo robtico sobre un torso humano de fibra
de vidrio, quien a su vez ser controlado por medio de un
exoesqueleto electromecnico. El brazo robtico tendr fines
didcticos y ser utilizado como herramienta de apoyo en la
lnea de investigacin de biorobotica de la Escuela de
Administracin y Mercadotecnia del Quindo -EAM-. Para el
II.
ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIN
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindo. Marn, Lecompte, Marn, Rojas, Pantoja, Gecha, Corts.
Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
El programa de Ingeniera Mecatrnica de la Escuela de
Administracin y Mercadotecnia del Quindo -EAM-, carece
de robots manipuladores que permitan realizar prcticas en el
rea de robtica [4], al igual que no cuenta con interfaces que
presenten caractersticas de sistemas biolgicos que permitan
realizar prcticas en el rea de biorobotica. Estos son unos
problemas motivadores para desarrollar el primer prototipo
que sirva como herramienta de apoyo a la enseanza de la
biorobotica. El sistema deber contar con ciertas caractersticas
como son: bajo costo, implementacin de mecanismos
sencillos, interfaz de control basada en un exoesqueleto
electromecnico y que el sistema se asemeje y se ajuste a la
anatoma humana.
Con el fin de implementar el brazo robtico controlado por
medio de un exoesqueleto electromecnico, el problema se ha
dividido en tres etapas: diseo y fabricacin de las tarjetas de
control electrnico, diseo y fabricacin del exoesqueleto
electromecnico, y adaptacin del brazo robtico AL5D
(elemento que sirve como punto de partida para la
implementacin del brazo robtico en el torso de fibra de
vidrio). Estos pasos son descritos en los siguientes apartados.
III.
Reemplazando
en
Ahora:
Despejando
Reemplazando
de
en
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
IV.
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
V.
Ensamble de la base.
Inserte los pasadores de acero inoxidable en las esferas
de plstico.
Instale los rodamientos acabados de ensamblar en la
base Tendrn que encajar perfectamente.
Nota: la muesca en el borde inferior de la base indica
la parte de atrs.
Ponga un pedazo de lija de grano 400 en una
superficie plana y mueva la base (boca abajo) en
pequeos crculos sobre el mismo. Esto eliminar
cualquier imperfeccin en los rodamientos.
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
Antebrazo.
Conecte el soporte de una gran "C" y un soporte de
805 "C" juntos como se muestra. El soporte 805 se
identifica por su mayor tamao y extrusin circular.
Utilice dos tornillos de 0.250in de longitud y dos
tuercas de 0.188in de dimetro.
Instale los paneles de amortiguacin mecnica. Utilice
4 tornillos de o.250in de rosca. Asegrese de aadir los
discos al lado correcto.
Inserte el "tornillo de cabeza Phillips de 0.500 in a
travs del orificio en el soporte multipropsito.
Asegure con una tuerca de acero.
Deslice el gran "C" fin del soporte del montaje de
soporte sobre el tornillo, y asegurar con una
contratuerca de nylon. La cantidad de friccin se
puede ajustar apretando o aflojando la tuerca de
bloqueo. Comience con la tuerca floja, y si el brazo
parece tambalearse un poco, usted puede apretar este
conjunto para corregir el bamboleo del brazo.
Conecte el servo HS-805BB al soporte de base, Utilice
dos tornillos de o.375in de longitud "tapping tornillos
para fijar el soporte al servo. Coloque los cables de
servo del hombro debajo del servo. Conecte el servo
en el canal 1 en el SSC-32. Con cuidado.
Coloque dos de los centros conector del tubo al lado
corto de los soportes en "L", por medio de 4 tornillos
0.250in nueces.
Conecte los hubs soportes en L al tubo de aluminio
utilizando dos tornillos 0.250in.
Deslice el tornillo de la asamblea del antebrazo a
travs de los discos de amortiguacin como se
muestra, y asegurar con una contratuerca de nylon. La
cantidad de friccin puede ser contratuerca de nylon.
La cantidad de friccin se puede ajustar apretando o
aflojando la tuerca de bloqueo.
Conecte el codo al servo HS-755HB al soporte siga el
diagrama siguiente. Utilice dos # 2 x 1/4 "tapping
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
GRIPPER MKII
Se siguieron todas las intrucciones de las siguientes imgenes
encontradas en SparkFun [2].
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Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
En las pruebas realizadas con cada tarjeta para verificar que el
movimiento del servomotor fuera acorde con el movimiento
del potencimetro, se observ una descalibracin de las
tarjetas de control, lo cual se contrarrest con el ajuste preciso
de los trimmers, logrando calibrar as el punto cero de cada
servo pero muy poco en cuanto al rango de accin de los
mismos. Como consecuencia de esta limitacin, en futuros
diseo de tarjetas de control, se planea implementar tarjetas
Arduino y se cambiarn los potencimetros lineales ubicados
en los ejes de rotacin del exoesqueleto por encoders digitales;
lo cual mejorar el funcionamiento del brazo haciendo ms
precisa la calibracin del exoesqueleto.
RESULTADOS OBTENIDOS
A. Exoesqueleto Electromecnico
A partir del prototipo a escala en lminas metlicas y las
simulaciones realizadas en el software Inventor, se determin
la viabilidad de los movimientos a realizar, y partiendo de
estos diseos, se ensambl un primer modelo con los 7 grados
de libertad que suponen los movimientos de cada articulacin
de un brazo humano. Cabe resaltar que desde la etapa virtual
es ms ptimo observar posibles situaciones que pudieran
presentarse en el montaje fsico, ya fueran a favor o en contra;
como por ejemplo el inconveniente en las bandas metlicas
que fijan el potencimetro al eje de rotacin, las cuales
exigieron en la practica el uso de un material poco flexible
pero fcil de soldar con soldadura de estao.
Una dificultad que presenta el exoesqueleto en general es el
material del que est hecho (hierro), ya que por sus
caractersticas se oxida fcilmente y esto puede generar
dificultades en el movimiento de los ejes por la friccin, por
tanto, el prximo prototipo se fabricara con aluminio u otro
material inoxidable y liviano.
En cuanto a la libertad de movimiento nos encontramos con
algunas limitaciones, ya que se pasaron por alto algunos
aspectos relacionados con las proporciones de un brazo
humano al momento de tomar las medidas para la fabricacin
del exoesqueleto.
B. Tarjetas de Control Angular de Servos
Como resultado del diseo en el software Proteus ISIS y
ARES, el montaje en protoboard, la fabricacin y la
calibracin de cada tarjeta de control, se pudo obtener un
ptimo funcionamiento de las mismas, llegando a cumplir con
el propsito de controlar el movimiento de cada servomotor
simultneamente con el movimiento de los potencimetros del
exoesqueleto. Adems se realiz correctamente el cableado de
alimentacin, conexin de potencimetros y servomotores
entre cada tarjeta y los 7 grados de libertad del sistema.
Finalmente se pudo adaptar cada una de las tarjetas a la
estructura fsica del exoesqueleto.
C. Brazo Robtico
De la presente etapa se obtuvieron los resultados esperados
para el proyecto, ya que se pudo completar la adaptacin del
brazo robtico AL5D al torso de fibra de vidrio, consiguiendo
darle las medidas adecuadas de manera que se asemeje a un
brazo humano. Los resultados de esta etapa permitieron
vincular el brazo robtico con el exoesqueleto y las tarjetas de
control, aunque tambin se presentan dificultades en el
movimiento de los servomotores debido a los esfuerzos, ya
sean necesarios o no del servo, y al peso de las partes del
brazo; por lo cual en la implementacin de un nuevo prototipo,
se procedera a redisear nuevas piezas de sujecin que
impidan dichos esfuerzos innecesarios, se implementaran
servomotores robticos con mayor torque, al igual que se
disearan mecanismos que amplifiquen el torque de rotacin
en cada articulacin. En cuanto al gripper, en el futuro se
piensa reemplazar por una mano con 5 dedos, cuyos
movimientos se logren a partir de una cadena cinemtica
cerrada que recree el movimiento de las falanges.
VII.
CONCLUSIONES
Escuela de Administracin y Mercadotecnia del Quindo. Marn, Lecompte, Marn, Rojas, Pantoja, Gecha, Corts.
Implementacin un brazo robtico controlado por un exoesqueleto electromecnico.
VIII.
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
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