Brazo Robótico Con Agarre Automático Y Movilidad: 7 Pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Los robots a nivel tecnológico son los más utilizados en la industria debido a sus funcionalidades y practicidad en los procesos de manufactura, gracias al nivel de trabajo y tiempo de producción que alcanzan se ha incrementado la implementación a nivel mundial permitiendo al ser humano preocuparse de labores con más raciocinio como gestión de la producción o proyección de ventas, debido a estas razones se tienen una amplia gama de categorías y funcionalidades a nivel mundial.

La robótica está abarcando mercados internacionales, sobre todo, aquellos países industrializados, como Japón, Estados Unidos, Alemania y China que están avanzados en estos temas. Su desarrollo en robótica no se limita a solo palancas de brazo en el procesamiento automotriz o aeronaves militares sin pasajeros, sino que también abarcan en programas de salud como asistente en participaciones médicas. Como por ejemplo en China, existe un restaurante, en la parte norte en Harbin, en donde los camareros son robots. El uso de robots en las industrias, que realicen actividades que sean de suma exactitud ha permitido su crecimiento en los últimos años. La evolución de sistemas robóticos se ha enfocado en realizar mejoras en esquemas críticos, como trabajar en situaciones extremas, lograr una precisión de movimientos, tener función múltiple, logros en la adaptación en ambientes de trabajo forzosos y la autonomía de funcionalidad. Entonces, debido a la usabilidad, el esquema propio y la construcción de prototipos de brazos robóticos para control, manipulación y tareas similares, deben tener un valor accesible tanto para la industria como para la base educacional, considerando que este es un tema excelente como desarrollo de proyectos, para la generación estudiantil.

Paso 1: Objetivos

• Construir con conocimientos básicos de ingeniería un brazo electrónico o mecánico.
• Que pueda ser usado para levantar objetos de bajo peso.
• Conseguir controlarlo con un Smartphone.
• Conseguir la automatización de una pinza al acercarle objetos.

Paso 2: Fundamentos Teóricos

Fundamentos de Programación: Para este trabajo se necesito conceptos básicos y algunos avanzados de programación en “Arduino” para así conseguir la automatización de las piezas.

Fundamentos de mecánica: Para el proyecto necesitábamos conocer diferentes herramientas y concepto de mecánica para poder construir el brazo que sea funcional y movilizable.

Fundamentos de electrónica: Para poder construir los sistemas (protoboard) necesitamos conocimientos de electrónica y revisar instrucciones por la complejidad de estas piezas.

Paso 3: Materiales Y Herramientas De Trabajo

Materiales:

• Servo digital
• Sensor de ToF LÁSER VL53L0X
• Arduino mega 2560
• Breadbord
• Botón táctil
• Resistencia 10K
• Fuente de alimentación
• Fuente de alimentación 5V / 2A
• Controlador bluetooth x1
• Brazo Mecánico
• Tornillos x15

Herramientas:

• Destornilladores de diferentes tamaños
• Soldadora pequeña.
• Pedazos de estaño.

Paso 4: Brazo Robótico

Primero debemos conseguir los planos de un brazo mecánico o por el contrario crear uno, después de esto, hacer los huecos y cálculos de donde irían los motores para controlar el robot de forma automática.

Paso 5: Conexión De Las Partes Electrónicas

La conexión de los modulos electrónicos es:

Sensor láser VL53L0X -> Arduino Mega 2560

• SDA - SDA
• SCL - SCL
• VCC - 5 V
• GND - GND

Servo -> Arduino Mega 2560

Señal (cable naranja) - 3

Servo -> Fuente de alimentación 5V / 2A

• GND (cable marron) - GND
• VCC (cable rojo) - 5V

Botón pulsador -> Arduino Mega 2560

• Pin 1 - 3.3 o 5V
• Pin 2 - 2 (mediante la resistencia de 10k a tierra)

Bluetooth (HC-06) -> Arduino Mega 2560

• TXD - TX1 (19)
• RXD - RX1 (18)
• VCC - 5 V
• GND - GND

Paso 6: Código Arduino Mega

El programa cumple la tarea de agarre automático de un objeto que ha sido detectado por el sensor láser VL53L0X. Antes de compilar y cargar el programa de ejemplo, asegúrese de haber elegido "Arduino Mega 2560" como plataforma objetivo como se muestra arriba (Arduino IDE -> Herramientas -> Tablero -> Arduino Mega o Mega 2560). El programa Arduino comprueba en el bucle principal - "loop vacío ()" si ha llegado la nueva lectura del sensor láser (función readRangeContinuousMillimeters ()). Si la distancia leída desde el sensor "distancia_mm" es mayor que el valor "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_FAR" o menor que "THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR", entonces el servo comienza a cerrarse. En otros casos, comienza a abrirse. En la siguiente parte del programa, en la función "digitalRead (gripperOpenButtonPin)", el estado del botón pulsador se controla constantemente y, si se presiona, la pinza se abrirá a pesar de estar cerrada debido a la proximidad del objeto. (distancia_mm es menor que THRESHOLD_CLOSING_DISTANCE_NEAR).

Paso 7: Unión De Los Elementos

Después montamos las piezas y armamos el robot, instalando además la garra con el sensor de proximidad listo para su uso y lo colocamos sobre el carro a control remoto.