informe robotica mecatronica

7/25/2019 Informe Robotica Mecatronica

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UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLAREAL(Universidad del Per)

ESCUELA PROFECIONAL

INGENIERA MECATRNICA

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA E INFORMATICA

TEMAMODELO CINEMTICO Y CONTROL DE UN BRAZO

ROBTICO

COMO MECANISMO DE INVESTIGACIN:ARDUINO-APPINVENTOR2

PRESENTADO POR LOS ALUMNOS:JORGE REYMUNDO MACHCO ZAVALA 2011100624LEN BENAVIDES JHERSON FERNANDO 2010236079

CARDENAS CARDENAS NATHALY 2011240309

TITO VILCA DIANA FLABIA 2011233616

LIMA-PERU

2015


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UNIVERSID D N CION L FEDERICO VILL RE L

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DEDICATORIACon todo el cario desiempre a mi familia engeneral.


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1. INTRODUCCIN1.1. OBJETIVOSEl objetivo principal de este proyecto es el desarrollo del modelo cinemtico, el control y lasimulacin de un brazo robtico imprimible. A continuacin se expone en detalle, los diferentespuntos que abarca el proyecto:

ComunicacinEl usuario podr comunicar rdenes de actuacin al robot a travs del teclado o del celular. Elprograma interpreta las indicaciones, muestra la nueva posicin del robot en el simulador y secomunica con el microcontrolador. ste interpreta el mensaje y manda las seales a los servomotorespara que adopten la posicin correspondiente.

Simulacin en 3D del brazo robticoPara la simulacin en 3D del brazo robtico, se implementar una interfaz grfica que muestra unarepresentacin del robot con un posicionamiento y orientacin determinados. Adems se muestranpor pantalla los valores de los ejes y la posicin del extremo del robot.

Cinemtica directa e inversa del brazo robticoSe quiere dar solucin al problema cinemtico directo e inverso del brazo robtico objeto de estetrabajo. As, se obtiene la posicin del extremo del robot a partir de los valores de los ngulos delmismo y viceversa.

Teleoperacin remotaLa operacin remota del brazo robtico se posibilita gracias al celular. El usuario recibe la

informacin grfica del posicionamiento y la orientacin del robot a travs del monitor del ordenador.Esto posibilita teleoperar el robot gracias a la representacin grfica del simulador.

Grabacin de movimientosLa grabacin de movimientos ser posible gracias al programa de simulacin. As, el usuario podrrealizar la grabacin de movimientos simulados y reproducirlos en el robot real.

PosicionamientoEl usuario podr especificar un punto del espacio y ordenar al robot que adopte dicha posicin. Estoser posible gracias a la implementacin de un modelo cinemtico inverso completo.


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1.4. SERVOMOTORESPara dar movimiento al brazo robtico imprimible se han utilizado tres servomotores modelo S3003y uno modelo S3305 todos ellos de la marca Futaba. stos se ocupan del movimiento de la base ylos dos primeros eslabones. Adems el brazo robtico cuenta con cuatro micro-servomotores cuyomodelo es el SG90 de TowerPro. ste modelo, de reducido peso y tamao, se empleado en el ltimo

eslabn y en la mueca del robot.A continuacin se muestran las imgenes correspondientes a los diferentes servomotoresempleados. Adems de un esquemtico mostrando las dimensiones de stos.


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1.5. CONEXIN INALMBRICA: MDULO BLUETOOTHPara conseguir una conexin inalmbrica entre el ordenador y el microcontrolador se ha optado porincorporar a este ltimo un mdulo bluetooth. Se trata del mdulo JY-MCU Arduino BluetoothWireless Serial Port. ste se conecta a travs del puerto serie al microcontrolador Arduino MEGA yse comunica a su vez con el ordenador de forma inalmbrica gracias a la tecnologa Bluetooth. Las

caractersticas se especifican en la tabla siguiente.


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2. ANLISIS DEL ROBOTEl brazo robtico, objeto de este Trabajo Fin de Grado, se ajusta a la definicin de robot dada por laOrganizacin Internacional de Estndares (ISO). Dicha definicin enuncia lo siguiente: Un

manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipularmaterias, piezas, herramientas o dispositivos especiales segn trayectorias variables programadas

para realizar tareas diversas.Adems podemos aadir, para completar dicha definicin, que se trata de un robotservocontrolado, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, tiles o dispositivos especiales.Tiene la forma de un brazo terminado en una mueca. Su unidad de control incluye un dispositivode memoria.El brazo robtico posee 6 grados de libertad. A continuacin se muestra un esquema con los seis ejesde giro que posee el brazo (ilustracin 17). Se puede observar que los ejes q1, q4 y q6 son girosrespecto a la vertical mientras que q2,El brazo robtico posee 6 grados de libertad. A continuacin se muestra un esquema con los seis ejesde giro que posee el brazo (ilustracin 17). Se puede observar que los ejes q1, q4 y q6 son girosrespecto a la vertical mientras que q2, q3 y q5 son giros respecto de la horizontal.

2.1. CINEMTICAEn este apartado analizaremos el movimiento del robot con respecto a un sistema de referencia

situado en la base. Obtendremos una descripcin analtica del movimiento espacial y, en particular,de la posicin y orientacin del extremo final del robot.Tenemos dos problemas a resolver en cuanto a la cinemtica del brazo robtico:

Cinemtica directa: determinar la posicin y orientacin del extremo final del robot, con respectoa un sistema de coordenadas de referencia, conocidos los valores de las articulaciones.

Cinemtica inversa: determinar la configuracin que debe adoptar el robot para una posicin yorientacin del extremo conocidas.


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q3 y q5 son giros respecto de la horizontal.


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APPINVENTOR


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ARDUINO


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IMGENES:


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