Diseo de un manipulador controlado con el microcontrolador

Diseño de un manipulador controlado con el microcontrolador Arduino. Trabajo Final de Grado en Ingeniería Mecánica. 1

Puntos a tratar 1. Introducción. 2. Manipulador y brazo robótico. 3. Partes del sistema. 4. ¿Cómo funciona? Programa de control. 4. 2. Circuito electrónico. 4. 1. 5. Mejoras. 6. Presupuesto. 2

1. Introducción - Motivación del proyecto: 1. Importancia de las nuevas tecnologías en el sector industrial. 2. Prácticas en empresa automovilística. 3. Interés por la robótica. - Ventajas de los brazos robóticos: 1. Precisión. 2. Seguridad. 3. Alto rendimiento. 3

2. Manipulador y brazo robótico Se trata de un sistema compuesto por: • Manipulador robótico (Imagen 1) • Brazo robótico (Imagen 2) El manipulador ha sido obtenido de la página THINGIVERSE. Imagen 1. Manipulador robótico El brazo robótico se ha diseñado mediante el programa Autodesk Inventor Pro 2017. La comunicación entre brazos se ha logrado gracias a la plataforma Arduino. Imagen 2. Brazo robótico 4

3. Partes del sistema • El manipulador posee 4 GDL más el agarre. • Se compone de 5 módulos principales: Ø Base giratoria Ø Antebrazo 1 Ø Antebrazo 2 Ø Conjunto agarre Imagen 4. Detalle del agarre Imagen 5. Base Imagen 6. Base giratoria Imagen 7. Antebrazo 1 Imagen 8. Antebrazo 2 Imagen 9. Agarre 5

3. Partes del sistema • El brazo robótico es de dimensiones similares al manipulador. Ha sido diseñado utilizando el programa Autodesk Inventor Pro 2017. • Se compone de 5 módulos principales: Ø Base giratoria Ø Antebrazo 1 Ø Antebrazo 2 Ø Agarre Imagen 10. Base brazo robótico. Imagen 11. Base giratoria brazo robótico. Imagen 12. Antebrazo 1 brazo robótico. Imagen 13. Antebrazo 2 brazo robótico. Imagen 14. Agarre brazo robótico. 6

4. ¿Cómo funciona? Se ha utilizado la plataforma Arduino para el control del sistema, utilizando una placa microprocesador modelo Arduino UNO R. Se ha creado una aplicación de control que permite la interacción y comunicación entre los distintos elementos que conforman el circuito electrónico. • PROGRAMA DE CONTROL 1. Leer 2. Filtrar 3. Interpretar • CIRCUITO ELECTRÓNICO 7

4. ¿Cómo funciona? 4. 1. PROGRAMA DE CONTROL: Mediante el software proporcionado por el fabricante, se crea una aplicación en lenguaje similar a C++. Mediante un cable USB de tipo A a tipo B se transfiere dicho programa a la placa. 8

4. ¿Cómo funciona? 4. 2. CIRCUITO ELECTRÓNICO: 1. 2. 3. 4. 5. x 1 Placa Arduino UNO R 3. x 1 Protoboard. x 1 Fuente de alimentación 5 V. x 5 Potenciómetros de 10 kΩ. x 5 Servomotores Tower. Pro SG 90. 6. Cables macho-macho dupont. 7. Cables macho-hembra dupont. 9

5. Mejoras El principal inconveniente que se ha encontrado en la maniobrabilidad del manipulador robótico es la posible falta de potencia en el Servo 2. A la hora de trabajar con el brazo totalmente recto y estirado, el servo que más sufre denota un movimiento más lento que de costumbre. También se ha observado que ciertos objetos se escurren del agarre. SOLUCIÓN: Reemplazar los servos afectados por unos con mayor potencia. Y para el agarre colocar un material que aumente la fricción. Servo 5 Servo 2 Cabeceo principal 10

6. Presupuesto 11

6. Presupuesto 12

6. Presupuesto Coste [€] 13