La presente tesis comprende el diseño mecánico de un gripper (garra o manipulador) para brazo robot para el paletizado de cajas de 20kg y pallets de 25kg. La función principal del gripper es sujetar y descargar pallets y cajas por separado. La función del conjunto es transportar un pallet proveniente de un conjunto de pallets apilados hacia la zona de paletizado. Después, transportar cajas de una en una, provenientes de una faja transportadora, hacia la zona de paletizado. En esta zona, se descargan las cajas sobre el pallet formando un arreglo. El diseño óptimo fue el resultado de un proceso de selección dentro de las alternativas de solución planteadas, las cuales, se evaluaron tanto técnica como económicamente hasta llegar a la mejor opción que cumpla con las exigencias de diseño. La metodología utilizada en el presente diseño está basada en las recomendaciones de la Asociación Alemana de Ingenieros (VDI 2221). Posteriormente, se calculan, dimensionan y seleccionan los elementos principales que permitan al gripper la sujeción de cajas y de pallets. Dentro del cálculo, se experimentó en el laboratorio de manufactura de la PUCP, la deformación que sufre la caja al aplicarle la fuerza de sujeción, concluyéndose así que la caja no sufre daños en la manipulación. Además, se presentan los planos de ensamble y despiece del gripper así como los materiales necesarios para su construcción. Finalmente, se presenta la cotización para la fabricación de este, obteniéndose un costo aproximado de S/.12 279,6 Nuevos Soles, costo que podría disminuir optimizando formas constructivas y materiales utilizados.

Uno de los mayores beneficios que brinda la robótica educativa, es la capacidad de impulsar la creatividad y educación en los estudiantes. Por tal motivo, es importante contar con materiales adecuados los cuales permitan potenciar estos procesos de enseñanza y aprendizaje en los centros educativos. Sin embargo; estos materiales suelen ser poco accesibles tecnológicamente, para los centros educativos con bajo costo de Lima Metropolitana. Tomando como caso de estudio para la investigación, a un centro educativo privado del distrito del Rímac, que por motivos de infraestructura y de acceso a las nuevas tecnologías de la información, se le impide contar con estos materiales. Por tal motivo, se presenta el diseño de un kit robótico educativo, CHASKI. El cual de forma lúdica y mediante enseñanzas básicas de programación, busca potenciar la educación de los estudiantes con temas relacionados a sus áreas de estudios. Como parte del marco teórico se tomarán en cuenta conceptos teóricos como la importancia de las TIC 's en la educación y la robótica. Además, dentro del estado del arte se analizarán productos vinculados con la robótica educativa; así como también a los juguetes educativos actuales del mercado. Para la investigación se empleó la metodología del Design Thinking, en donde se usaron distintos métodos de estudio como el Focus Group y el Rapid Ethnography; como también pruebas de validación. Estos métodos se usan con el fin de recabar información adecuada y de evitar riesgos de sesgo en el diseño, los cuales nos permiten corroborar nuestra hipótesis planteada.

Las actividades de mantenimiento y puesta en servicio de equipos en subestaciones eléctricas están clasificadas con carácter de alto riesgo debido a las altas corrientes y voltajes que se emplean en estas instalaciones. Sin embargo, la actividad de supervisión para detectar fallas en equipos por ser una actividad de no contacto y realizarse con cámaras termográficas no se considera como peligrosa. No obstante, existe un peligro invisible e imperceptible para el ser humano a través de los sentidos: los campos electromagnéticos. La sobreexposición a esta radiación no ionizante puede alterar las cargas presentes en nuestros cuerpos generando pequeñas corrientes que pueden afectar nuestros tejidos (dependerá de la intensidad de campo magnético). Y aunque todavía se sigan realizando estudios para determinar que los campos electromagnéticos son un verdadero motivo de preocupación para las personas, entidades como ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) han establecido umbrales máximos que se recomienda no superar. En el presente trabajo se expone la problemática de la inspección de equipamiento en subestaciones eléctricas, se describen los riesgos eléctricos presentes en una subestación, después se establecen objetivos para resolver esta problemática, luego se revisa el estado de la tecnología y por último se establecen soluciones con los requerimientos necesarios para cumplir con los objetivos. De estas soluciones se escoge la mejor y se propone el diseño de la misma para contribuir con mejorar la actividad de supervisión. En este contexto, se busca no exponer innecesariamente al personal de trabajo a actividades que podrían no considerarse seguras completamente con la implementación de sistemas como el propuesto.

El desarrollo de este trabajo, presenta el diseño de un sistema de visión artificial, capaz de medir Annona Cherimola Mill (Chirimoya) del ecotipo Aurora, las cuales provienen de la comunidad de Callahuanca, para posteriormente clasificar aquellas que cumplan con una dimensión de 10 x 12 cm empleando para la etapa de procesamiento: Ajuste de contraste y para la etapa de segmentación, Cierre, Apertura y Código Cadena; los métodos seleccionados cumplen con los tiempos de computo de diseño. Fue posible clasificar exitosamente 91 de 91 Chirimoyas de Categorías Extra y Primera estudiadas con un 100% de efectividad, una precisión de medida de 0,35mm y un error permisible de 2,18mm. Las pruebas se efectuaron en un prototipo diseñado para tal motivo y no en el equipo final; el error obtenido durante las pruebas es menor al establecido en los requerimientos en cuanto a la selección del fruto. En la memoria descriptiva, se presentan los cálculos referentes a la selección del dispositivo de captura, lentes y requerimientos de la iluminación empleando la metodología de diseño VDI-2221. El control del banco de pruebas, empleado para validar los algoritmos realizados, se realizó con un PLC y para realizar el procesamiento de imágenes, se optó por un computador de escritorio con procesador Intel R Core i5 CPU 2.53GHz junto con una cámara con comunicación USB 3.0. El diseño mecánico-eléctrico no es motivo de estudio en la presente investigación. / Tesis

En el presente trabajo se plantea el diseño de un brazo robótico de 5 grados de libertad con un sistema de control de movimiento modificable por el usuario y un control de seguridad que garantice el bienestar del usuario y de la máquina. Se realizan los cálculos del diseño mecánico y electrónico necesarios que garanticen el buen funcionamiento de la máquina. Para ello, se obtiene el modelo cinemático del brazo robótico por medio de la obtención de los parámetros de Denavit-Hartenberg y el método geométrico. Por otro lado, se obtiene el modelo dinámico del robot resolviendo las ecuaciones de Euler-Lagrange. El dimensionamiento de piezas, ensamblaje y planos mecánicos del robot se realiza mediante el software Autodesk Inventor; así como también se consigue exportar el archivo CAD al software Matlab con la finalidad de corroborar una posible aplicación del diseño propuesto. Además, se realiza los circuitos esquemáticos del sistema usando el programa Eagle, para la selección de componentes electrónicos se hace uso de diferentes manuales y datasheets otorgados por los fabricantes. Para la cotización de los componentes utilizados, se obtuvo proformas y cotizaciones por correo electrónico, cabe resaltar que en el caso de componentes importados se está Considerando el costo de envió. Respecto a los resultados obtenidos, estos fueron positivos debido a que se consigue tener un diseño de brazo robótico que sea seguro para el usuario debido a que contiene sensores de corriente para evitar una sobrecarga en los motores y una parada de emergencia para detener el movimiento del robot cuando se requiera. Además, se le permite al usuario colocar las diferentes ecuaciones de movimiento para el control de robot y de esta manera poder tener un control libre a voluntad del usuario. Algunos cálculos fueron realizados por el software Autodesk Inventor, el reporte mostrado por este programa mostró un diseño valido y resultados positivos que ratificaron como correctos los parámetros ingresados para su análisis. En conclusión, el brazo robótico diseñado tiene un fin educacional y de investigación. El sistema de control de movimiento puede ser modificado por el usuario; es decir, le permite alterar diferentes parámetros en las ecuaciones de movimiento para su control. Cabe resaltar que se le proporciona al usuario información de la cinemática y dinámica del brazo robótico; de esta manera, con pruebas experimentales es posible corroborarlas. Esta información ayudará al usuario a realizar el control del brazo robótico diseñado.

En el presente trabajo de tesis se realizó la modelación y la simulación dinámica de un mecanismo de 4 grados de libertad, orientado al diseño de prótesis activas para personas con desarticulación humeral. Este modelo facilita el análisis de la biomecánica del movimiento en el miembro superior con el fin de obtener parámetros dinámicos para iniciar un posterior diseño de la prótesis. Se realizó un diseño conceptual del mecanismo basándolo en las características fisiológicas del miembro superior, de tal manera que cumpla con los movimientos naturales y mantenga un parecido antropomórfico. Esto incluye una revisión de la fisiología para la obtención de los parámetros antropométricos necesarios para el dimensionamiento de los eslabones. En base al diseño preliminar, se desarrolló un modelo cinemático para el estudio de las características geométricas del movimiento, con el cuál se pueden describir las coordenadas de cualquier componente del mecanismo respecto a un sistema fijo al cuerpo. Esto se logró empleando las matrices de transformación homogénea según la parametrización Denavit-Hartenberg. Asimismo, el modelo cinético se describió mediante las ecuaciones obtenidas de servirse del algoritmo de Uicker para el estudio, aplicando conceptos de mecánica Lagrangiana, del cual se obtiene los momentos efectivos en cada articulación. Finalmente, el modelo fue implementado en Matlab para proceder con la simulación numérica de la dinámica del mecanismo, donde se realiza el cálculo de los torques efectivas aplicadas, cuyos valores máximos son los parámetros de selección para un posterior diseño. Los resultados aquí presentados, se contrastan con los obtenidos en literatura para validar los datos ofrecidos, los cuáles se encuentran dentro de rangos esperados