Reporte de proyecto Materia: manipulación de robots en procesos mecatronicos Alumnos: Amparo Alcaraz Pedro Manuel Carcaño Torres David Cruz García rnesto !n"el Cruz #rdaz $lor Mariana García Guzm%n &renda Mic'el (iz%rra"a Contreras Carlos )es*s Docente: Gre"orio P+rez Palomares $ec'a: o,-./-/0.1 Grupo: AMT Grado: 2 Plantel: Cecyte 3l $lorido4
Alumnos: Amparo Alcaraz Pedro Manuel
Carcaño Torres David
(iz%rra"a Contreras Carlos )es*s
Docente: Gre"orio P+rez Palomares
$ec'a: o,-./-/0.1 Grupo: AMT Grado: 2
Plantel: Cecyte 3l $lorido4
5ntroducción:
Actualmente e6isten procesos industriales en donde las manos
del 'ombre son un elemento indispensable para el acabado de una
producción debido a la precisión y 7le6ibilidad 8ue estos poseen9
es por eso 8ue se encuentran en constante peli"ro ya 8ue al
realizar tareas repetitivas pueden ocasionar lesiones 8ue lle"an a
causar la p+rdida del mismo s por este motivo 8ue 'oy en día
e6isten dispositivos capaces de brindar un mayor soporte al
paciente; como lo son las prótesis y en especí7ico las de la mano y
aun8ue todas tienen importancia; esta *ltima es una de las m%s
imprescindible <asta 'ace al"*n tiempo las prótesis para
remplazar e6tremidades eran diseñadas de manera burda y con poca
utilidad debido al costo de 7abricación; el diseño se en7ocaba a
solo sostener en unos "anc'os al"*n tipo de ob=eto; de manera 8ue
tener una prótesis con mayores alcances de precisión implicaba una
inversión mayor; puesto 8ue los materiales con los 8ue +stas son
7abricadas "eneran costos elevados s por ello 8ue las
investi"aciones y desarrollos de robots 8ue poseen cualidades
similares a las e6tremidades del ser 'umano; 'an obtenido "ran
inter+s no solo por el %mbito industrial sino tambi+n por la
medicina; por mencionar solo al"unos Por lo tanto +ste traba=o
presenta el diseño; la 7abricación y evaluación de un prototipo de
mano robótica 8ue permita ayudar a las personas discapacitadas a
volver a realizar sus actividades diarias; destacando 8ue dic'o
prototipo permita reducir el costo de elaboración "racias a la
utilización de materiales reciclados9 por otro lado tambi+n se
pretende 8ue sirva como un instrumento de apoyo en el %mbito
educativo; para posteriores investi"aciones; sirviendo como base en
el desarrollo de proyectos 8ue puedan aplicar al"una otra
innovación al prototipo Aunado a esto cabe mencionar 8ue la
prótesis se diseña con partes inoperantes de e8uipos electrónicos o
en desuso; por lo 8ue el desarrollo de este tendr% un impacto
positivo ambiental
#b=etivo:
#b=etivo General:
Manipulación y control de la mano robótica del movimiento "iratoria
de los servomotores aplicados en el diseño y prototipo 3Mano
Robótica4 usando Arduino
#b=etivo speci7ico:
. Generalización de una señal Aurdina para lo"rar tener control de
las articulaciones del prototipo >servomotores?
/ Manipulación de las articulaciones del prototipo mediante un
protoboard
Marco teórico
IJu+ son las manos robóticasK
A partir del concepto de lo 8ue es una prótesis podemos decir
8ue una prótesis robótica es un elemento o como se di=o una
e6tensión arti7icial la cual a di7erencia de una prótesis normal
esta posee y est% dotada de cierta inteli"encia capaz de realizar
en cierta 7orma la 7unción de una parte 7altante del cuerpo en este
caso de la mano sta prótesis robótica puede lo"rase al inte"rar
di7erentes componentes como sensores; micro controladores;
actuadores e incluso comple=os al"oritmos de control
(a mano realiza b%sicamente dos 7unciones elementales como lo son:
la 7unción mec%nica o de presión y la 7unción sensitiva o de tacto;
las dos est%n li"adas ya 8ue sin el sentido de tacto se nos 'aría
di7ícil medir la 7uerza al manipular la misma
(a 7unción del tacto depende de la constitución bioló"ica de la
mano; la cual est% 7ormada por zonas con terminales nerviosas
presentes en los dedos; la cual es la 7uente de in7ormación t%ctil
De esta manera se subdivide en tres partes: metacarpo de la cual
sur"en los dedos y la muñeca9 teniendo así la mano catorce 7alan"es
8ue son los 'uesos de los dedos; cinco metacarpianos y oc'o
carpianos
IJu+ es ArduinoK
Arduino es una 'erramienta para 'acer 8ue los ordenadores
puedan sentir y controlar el mundo 7ísico a trav+s de tu ordenador
personal s una plata7orma de desarrollo de computación 7ísica
>p'ysical computin"? de códi"o abierto; basada en una placa con
un sencillo micro controlador y un entorno de desarrollo para crear
so7tLare >pro"ramas? para la placa
Puedes usar Arduino para crear ob=etos interactivos; leyendo datos
de una "ran variedad de interruptores y sensores y controlar
multitud de tipos de luces; motores y otros actuadores 7ísicos (os
proyectos de Arduino pueden ser autónomos o comunicarse con un
pro"rama >so7tLare? 8ue se e=ecute en tu ordenador >e= $las';
Processin"; Ma6MBP? (a placa puedes montarla tu mismo o comprarla
ya lista para usar; y el so7tLare de desarrollo es abierto y lo
puedes descar"ar "ratis
l len"ua=e de pro"ramación de Arduino es una implementación de
irin"; una plata7orma de computación 7ísica parecida; 8ue a su vez
se basa en Processin"; un entorno de pro"ramación multimedia
IPor 8u+ ArduinoK
<ay muc'os otro micro controladores y plata7ormas con micro
controladores disponibles para la computación 7ísica Paralla6
&asic Btamp; &/, de Netmedia; P'id"ets; <andyboard del
M5T; y muc'os otros o7recen 7uncionalidades similares Todas estas
'erramientas or"anizan el complicado traba=o de pro"ramar un micro
controlador en pa8uetes 7%ciles de usar Arduino; adem%s de
simpli7icar el proceso de traba=ar con micro controladores; o7rece
al"unas venta=as respecto a otros sistemas a pro7esores;
estudiantes y amateurs:
• Ase8uible (as placas Arduino son m%s ase8uibles comparadas
con otras plata7ormas
de micro controladores (a versión m%s cara de un modulo de Arduino
puede ser montada a mano; e incluso ya montada cuesta bastante
menos de F0O
• MultiPlata7orma l so7tLare de Arduino 7unciona en los sistemas
operativos indoLs;
Macintos' #B y (inu6 (a mayoría de los entornos para micro
controladores est%n limitados a indoLs
• ntorno de pro"ramación simple y directo l entorno de pro"ramación
de Arduino es
7%cil de usar para principiantes y lo su7icientemente 7le6ible para
los usuarios avanzados Pensando en los pro7esores; Arduino est%
basado en el entorno de pro"ramación de Procesin" con lo 8ue el
estudiante 8ue aprenda a pro"ramar en este entorno se sentir%
7amiliarizado con el entorno de desarrollo Arduino
• Bo7tLare ampliable y de códi"o abierto l so7tLare Arduino esta
publicado ba=o una
licencia libre y preparado para ser ampliado por pro"ramadores
e6perimentados l len"ua=e puede ampliarse a trav+s de librerías de
C; y si se est% interesado en pro7undizar en los detalles t+cnicos;
se puede dar el salto a la pro"ramación en el len"ua=e AR C en el
8ue est% basado De i"ual modo se puede añadir directamente códi"o
en AR C en tus pro"ramas si así lo deseas
• <ardLare ampliable y de Códi"o abierto Arduino est% basado en
los micro
controladores ATMGA.F@; ATMGA1/@ yATMGA./@0 (os planos de los
módulos est%n publicados ba=o licencia Creative Commons; por lo 8ue
diseñadores de circuitos con e6periencia pueden 'acer su propia
versión del módulo; ampli%ndolo u optimiz%ndolo 5ncluso usuarios
relativamente ine6pertos pueden construir la versión para placa de
desarrollo para entender cómo 7unciona y a'orrar al"o de
dinero
IJu+ es un servomotorK
n servomotor es un motor el+ctrico 8ue puede ser controlado tanto
en velocidad como en posición
(os servos se utilizan 7recuentemente en sistemas de radio control
y en robótica; pero su uso no est% limitado a +stos s posible
modi7icar un servomotor para obtener un motor de corriente continua
8ue; si bien ya no tiene la capacidad de control del servo;
conserva la 7uerza; velocidad y ba=a inercia 8ue caracteriza a
estos dispositivos
Características de un servomotor
st% con7ormado por un motor; una ca=a reductora y un circuito de
control Tambi+n potencia proporcional para car"as mec%nicas n
servo; por consi"uiente; tiene un consumo de ener"ía reducido
(a corriente 8ue re8uiere depende del tamaño del servo Normalmente
el 7abricante indica cu%l es la corriente 8ue consume (a corriente
depende principalmente del par; y puede e6ceder un amperio si el
servo est% enclavado; pero no es muy alta si el servo est% libre
movi+ndose toda la c%mara
n otras palabras; un servomotor es un motor especial al 8ue se 'a
añadido un sistema de control >tar=eta electrónica?; un
potenciómetro y un con=unto de en"rana=es Con anterioridad los
servomotores no permitían 8ue el motor "irara 1F0 "rados; solo
apro6imadamente .@09 sin embar"o; 'oy en día e6isten servomotores
en los 8ue puede ser controlada su posición y velocidad en los 1F0
"rados (os servomotores son com*nmente usados en modelismo como
aviones; barcos; 'elicópteros y trenes para controlar de manera
e7icaz los sistemas motores y los de dirección
Modos de 7uncionalidad de una Mano Robótica
na prótesis de mano robótica tiene modos en los 8ue puede
7uncionar; esto dependiendo ya 8ue al"unas son m%s desarrolladas
8ue otras A continuación se puede ver un e=emplo de los modos de
7uncionamiento de una mano robótica tipo i(5M&:
• a? Modo de Presión
ste modo es aplicado para tener en una posición deseada un dedo
para realizar al"una aplicación como por e=emplo para pulsar
teclas
• c? Modo Posicionamiento del Pul"ar; el cual trata sobre la
7unción para abrir y cerrar la palma de la mano
• d? Modo Potencia
n este modo la mano 7orma un puño 8ue se utiliza para llevar
ob=etos
• e? Modo (lave
n este modo el pul"ar cierra sobre el dedo índice; para poder
a"arrar ob=etos como platos o tar=etas
Conclusión
Con este proyecto lo"ramos poner en pr%ctica lo aprendido en esta
materia y en las dem%s 8ue se nos 'an impartido a lo lar"o de estos
2 semestres n este proyecto se utilizaron componentes el+ctricos y
tambi+n se utilizo la pro"ramación del Arduino