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Diseño e implementación de las funciones de agarre y levante en un brazo Kinova usando señales EEG y Deep LearningNeyra Pérez, Juan Manuel 24 September 2020 (has links)
Miles de personas en el mundo son afectadas por enfermedades causantes de parálisis tales
como esclerosis lateral amiotrófica, lesiones en la médula espinal y distrofia muscular. En los
últimos años, investigadores han buscado desarrollar soluciones tecnológicas para asistir a
estos pacientes. En el 2012, una mujer con tetraplejia, causada por un paro cerebral, fue capaz
de acercar una botella a su boca y beber de ella, utilizando señales EEG invasivas [1].
Recientemente, en el 2016, ahora mediante sensores EEG no invasivos, se realizaron pruebas
en 13 sujetos sanos para mover un brazo robot en dos dimensiones [2]. Buscando colaborar
en el desarrollo de robots asistenciales, el presente trabajo propone el diseño e
implementación de las funciones de 'agarre' y 'levante' en el brazo robot Kinova, donde las
señales de activación provendrán de señales EEG y el algoritmo de traducción estará basados
en modelos de deep learning.
Los modelos de deep learning mencionados serán basados en la solución propuesta por Alex
Barachant y Rafael Cycon para la clasificación de señales EEG [3]. El dataset que se utilizará
para el entrenamiento se toma del repositorio WAY-EEG-GAL financiado por la unión
europea [4]. A pesar de que las señales EEG corresponden a movimientos físicos reales, los
cuales no pueden ser realizados por los pacientes con las enfermedades antes mencionadas,
este trabajo busca brindar un aporte a la literatura médica e ingenieril y al avance de las
aplicaciones de interfaz cerebro-computador. Adicionalmente, se busca proponer el método
para evaluar el desempeño en una prueba experimental del algoritmo referido, lo cual no se
ha abordado en la literatura presente hasta el momento.
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Diseño de un sistema mecatrónico autónomo y teleoperado para la limpieza y vigilancia de playasSigüenza Astoquillca, Michel 05 July 2018 (has links)
En los últimos años, la contaminación se ha convertido en un problema de nuestra sociedad moderna, actividades como generación de desperdicios por medio de desechos o residuos, descargas de aguas residuales, plantas de tratamiento ineficientes, residuos de botes y embarcaciones ha incrementado la contaminación especialmente en la zona litoral de diversos países, siendo las playas las más afectadas, donde el hombre tiene mayor impacto cuyos vertidos alcanzan el 80% de la totalidad de desechos marinos. Por otro lado existen otras causas como la marea o los desastres naturales que contribuyen en parte a la contaminación. Estos problemas que se han mencionado tiene un gran impacto en nuestro ecosistema; ello constituye un serio impacto en la vida marina, destruyendo sus ecosistemas, el medio ambiente; poniendo en riesgo la salud de los seres humanos. Ante la necesidad de controlar mejor la disposición de basura y otros desechos, en ríos, arroyos y océanos se busca minimizar los vertidos terrestres de los desechos marinos, en la cual su mayoría corresponde al plástico, y crear una cultura de concientización de la contaminación en las personas. La tecnología actual busca desarrollar nuevos métodos en el desarrollo de robots limpiadores. No obstante, se ha visto un mayor enfoque en mecanismos diseñados exclusivamente para interiores, dejando a un lado por el momento a la problemática presente fuera de nuestros hogares. La presente tesis está enfocada en el diseño de un sistema mecatrónico, el cual basa su funcionamiento en el desarrollo de un vehículo con un mecanismo de recolección de residuos, una suspensión mecánica independiente y una autonomía completa que le permite evadir obstáculos presentes en una playa como personas, sombrillas, sillas o la orilla misma. El vehículo contará con una cámara, la cual será el dispositivo que le permite la capacidad de buscar, recolectar y depositar en un respectivo contenedor desechos de residuos tales como latas de aluminio, botellas de plástico. Habilitado para navegar a través de todo tipo de terreno irregular de una playa ya sea sobre un terreno seco o húmedo gracias a su suspensión mecánica independiente que posee cada rueda. Por otro lado, el vehículo contará con diversas características que lo volverá un robot atractivo para los seres humanos, en busca de una interacción natural. Para lograr ese efecto, el robot contará con un rostro que emule estados de ánimo y en su conjunto con el vehículo será una herramienta que enseñe a las personas como proteger el medio ambiente.
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Sistema robótico con integración robot humana orientado a la vigilancia y seguridad de centros comercialesQuiroz Velásquez, Diego Eduardo 28 March 2017 (has links)
Los guardias de seguridad en un centro comercial requieren cumplir dos tareas principales: ser un agente de seguridad y un anfitrión. Las tareas relacionadas con temas de seguridad incluyen cuidar de la propiedad del centro comercial y velar por el bienestar de las personas presentes; mientras que su rol de anfitrión, requiere que interactúen con los clientes y puedan absolver dudas. Debido a estos requisitos, se les exige que realicen patrullas y que permanezcan de pie por largos períodos en lugares de fácil accesibilidad. El desgaste físico involucrado, agregado al riesgo laboral intrínseco
a la profesión, genera un elevado índice de rotación en la industria de la seguridad.
Por ello, en el presente trabajo se plantea el diseño de un sistema mecatrónico, capaz de poder desplazarse de forma autónoma dentro de un centro comercial y realizar las labores rutinarias de un guardia de seguridad. Además, puede servir como una herramienta para aumentar el rendimiento de los agentes. Con la finalidad de fomentar confianza, el sistema diseñado es un robot con apariencia humanoide el cual incluye un par de brazos de un grado de libertad y una cabeza de tres grados de libertad. El robot se posiciona sobre una plataforma de dos ruedas generando una configuración de péndulo invertido. El sistema total tiene un peso de 70 kg y un tamaño de 70 x 50 cm con una
altura de 1.6 m. Tiene la capacidad de capturar video de su entorno y enviarlo inalámbricamente a un centro de seguridad. Además, puede navegar de forma segura y confiable en un ambiente dinámico e interactuar con las personas para resolver dudas como ubicación de locales y servicios. El sistema elaborado es capaz de satisfacer necesidades presentes en la industria de seguridad privada representando un beneficio para agentes, empresas y centros comerciales.
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Implementación de un sistema de control de fuerzas para un prototipo de terminal de agarreCamacho Gómez, Raúl 23 November 2011 (has links)
El presente tema de tesis tiene como objetivo central, llevar a cabo un control sobre la
variable física de fuerza. Para esto se implementará un sistema electromecánico
(prototipo de terminal de agarre manipulador) el cual servirá como plataforma de
prueba para realizar dicho control. Este prototipo contará con las características
básicas que lo define como terminal de agarre. Es decir, apertura y cierre de placas
paralelas (a modo de pinzas).
El sistema de control se encargará de regular la fuerza de agarre del terminal, a un
valor determinado previamente. Este valor de fuerza ya determinado, será el necesario
y suficiente para evitar que el material que se vaya a coger se quiebre o resbale. Para
validar el correcto funcionamiento del sistema de control se harán pruebas con distintos
materiales.
Para determinar el valor de fuerza que está ejerciendo en cada instante, el terminal de
agarre contará con un sensor de fuerza. Este periódicamente irá tomando datos de los
valores de fuerza presentes en todo momento.
La distribución del presente documento cuenta con 5 capítulos:
En los capítulos 1 y 2 nos centraremos en la parte teórica que brinda sustento a la
elección del tema de tesis. Tal como, las características importantes que encierra el
tema de control de fuerza en nuestro entorno de desarrollo tecnológico, así como
también las ventajas que puede brindar el control de fuerza aplicado a varios campos
de trabajo. Además, nos centraremos en definir la problemática que encierra la
elección del tema de estudio.
En los capítulos 3 y 4 nos centraremos en definir la metodología de solución a la
problemática planteada, así como la puesta en marcha del sistema de control
propuesto. Finalmente, una vez que tengamos todo el sistema que encierra al control
de fuerza, nos dedicaremos a hacer pruebas para validar el camino de solución
elegido.
En el último capítulo presentaremos las conclusiones, observaciones y
recomendaciones de la tesis. De este capítulo extraemos como conclusión principal. El
que la metodología elegida para solucionar la problemática del tema de tesis, tuvo los
resultados esperados. Finalmente se pudo controlar la fuerza de agarre de los
materiales seleccionados dentro de un rango de error pequeño.
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Diseño de controlador neuro-difuso para automatización de detección de fallas dentro de tuberías matrices de agua empleando un robot móvilRamirez Chavez, Jorge Luis Isaac 01 July 2022 (has links)
En los últimos años se ha evidenciado un aumento de desastres relacionados con
las red de tuberías de agua en el país, ya que no se cuenta con suficientes
herramientas tecnológicas que permitan evaluar su estado, especialmente en las
que presentan mayor antigüedad, por lo que no es posible identificar fallas ni evitar
la ocurrencia de desastres como inundaciones y desabastecimiento de agua potable.
Esta tesis propone el desarrollo de un robot móvil con la capacidad de realizar el
sensado automático de fallas al inspeccionar el interior de tuberías matrices de agua
empleando un robot móvil. Para ello se realiza la implementación de un Sistema de
Detección de Fallas (SDF) que identifica diferentes anomalias dentro una tubería
empleando redes neuronales convolucionales y un Controlador de Velocidad y
Orientación del Robot (CVOR) que empleando la información recolectada por el SDF
permitirá que el robot se desplace de manera autónoma. De manera que será
posible detectar e identificar fallas en las tuberías de agua tales como: obstrucciones,
fisuras y fugas debido a roturas o perforaciones de manera automática.
El primer capítulo describe el estado del arte de los robots empleados en inspección
y la problemática. El segundo capítulo desarrolla el modelo cinemático de un robot
móvil con cuatro ruedas. En el tercer capítulo se diseña el Sistema de Detección de
Fallas (SDF). El cuarto capítulo trata sobre la implementación del Controlador de
Velocidad y Orientación del Robot (CVOR). Los resultados obtenidos, mostrados en
el quinto capítulo, evidencian la precisión en el reconocimiento de anomalías por
parte del sistema bajo determinadas condiciones.
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Software for calibrating a digital image processingLang, Kathrin 30 May 2014 (has links)
This work is about learning tool wich provides the necessary parameters for a program controlling robots of type LUKAS at the Faculty of Mechanical Engineering. The robot controlling program needs various parameters depending on its environment, like the light intensity distribution, and camera settings as exposure time and gain raw. These values have to be transmitted from the learning tool to the robot controlling software. Chapter one introduces the robots of type LUKAS which are created for the RoboCup Small Size League. Furthermore, it introduces the camera used for image processing.
The second chapter explains the learning process according to Christoph UBfeller and deduces the requirements for this work.
In the third chapter theoretical basics concerning image processing, wich are fundamental for this work, are explained.
Chapter 4 describes the developed learning tool which is used for the learning process and generates the required parameters for the robot controlling software.
In chapter five practical test with two persons are represented.
The sixth and last chapter summarizes the results. / Tesis
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Control de robots móviles autónomos en formación usando el esquema líder-seguidorAlfaro Purisaca, Paul Anthony 04 May 2021 (has links)
El concepto de robots trabajando en conjunto viene siendo cada vez más popular
gracias a los avances tecnológicos de la autonomía en robots y a la reducción de
riesgos al momento de realizar tareas peligrosas para los seres humanos. Debido a
esto se propone el desarrollo de dos sistemas de control para la formación de robots
móviles autónomos, que pueden ser utilizados en distintos ámbitos como operaciones
militares, búsqueda y rescate, vigilancia, reconocimiento de terrenos y/u objetos en
específico, exploración de nuevos hábitats, entre otros. Existen tres tipos de soluciones
propuestas en la literatura, estos son la estrategia de estructuras virtuales, la basada
en comportamientos y el método líder-seguidor, el cual se va a emplear en esta tesis.
Se centrará en el modelamiento, inicialización y control de robots no holonómicos en
formación, siguiendo a un robot líder el cual guiará al grupo a través de una trayectoria
definida. Se usará el modelo Ackerman de robots móviles junto con la teoría de
Linealización por Aproximación y Linealización Entrada-Salida para controlar a cada
robot utilizando conjuntos de ecuaciones diferenciales que modelan a la formación.
Estas ecuaciones utilizan la distancia y el ángulo de visibilidad entre un líder y su
seguidor para determinar cómo se moverán al momento de llegar a su posición dentro
del grupo. Finalmente se realizan simulaciones con el software MATLAB variando en
formaciones y trayectorias, para analizar la estabilidad y validar el comportamiento de
los sistemas diseñados, encontrando a grandes rasgos que ambos controladores son
efectivos en realizar la formación deseada desde sus posiciones iniciales, evitando
colisiones. Adicionalmente, el grupo de robots es guiada por el robot líder sin
inconvenientes, manteniendo estable la estructura de la formación.
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Sistema domótico de emergencia móvil en caso de sismoTrujillo Castillo, Saul 05 June 2015 (has links)
El Perú está situado en la zona volcánica denominada como el Cinturón de
Fuego del Pacífico, por lo que nos encontramos en un constante riesgo sísmico. El
último gran sismo que sacudió al Perú en el año 2007, originó la pérdida de una gran
cantidad de viviendas y construcciones. Debido a esto, los nuevos hogares en el Perú
deberán tener sistemas que faciliten la evacuación de las personas.
Por tanto como alternativa de solución a esta problemática, se propone un
sistema automático que apoye en la evacuación de personas de una vivienda en caso
ocurra un terremoto. El sistema estará dividido en tres dispositivos: móvil, actuador de
cerradura y sensor sísmico. Las funciones del móvil se dividen en dos modos: normal
y emergencia. En el modo normal es capaz de desplazarse autónomamente, decir la
hora y saludar a los miembros de la familia que llegan al hogar. En el modo
emergencia se encargará de emitir sonidos de emergencia cuando ocurra un sismo y
buscar a personas incapacitadas después del terremoto. El móvil también cuenta con
un kit de emergencia el cual podrá ser desmontable por cualquier persona, la que
contendrá herramientas de emergencia para su uso.
La función del actuador de cerradura se centra en abrir la puerta en dos
situaciones: En el modo normal, se abre la puerta cuando una persona presenta su
tarjeta-llave, mandando la información de esa llave al móvil para que pueda ser
identificado y en el modo de emergencia, cuando ocurre un sismo. El dispositivo
sísmico enviará una señal en la cual abrirá la puerta para evitar que el siniestro
descuadre el marco y se atasque la puerta.
El último dispositivo es el sensor sísmico. Este estará constantemente
monitoreando alguna actividad telúrica. Cuando éste detecte un temblor enviará una
señal para que la puerta se pueda abrir y de esa manera dejar la ruta de escape libre.
El dispositivo móvil funciona a baterías. Cuando el móvil esté con su batería
baja, se dirige a su base de cargado en la cual recargara su batería lo que le da una
larga autonomía al sistema
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Diseño del sistema mecánico de un rehabilitador de marcha para niños con problemas de locomociónMacavilca Román, José Carlos 17 March 2016 (has links)
El presente trabajo consistió en el diseño del sistema mecánico de un rehabilitador
de marcha orientado a la recuperación de la locomoción de niños entre cuatro a doce
años de edad, quienes ostentan una mayor capacidad de recuperación motriz al estar
en una etapa de desarrollo físico y mental. Esta tesis contempló el diseño mecánico
de un mecanismo paralelo tipo hexápodo de notación 6RSS (de seis grados de
libertad y de articulaciones R-rotacional, S-esférica y S-esférica), la selección de los
componentes, la elaboración de los planos correspondientes y la estimación de los
costos de fabricación y adquisición del sistema mecánico del simulador.
Para tal fin, se estableció como base de análisis las proyecciones de las fuerzas en
los eslabones respecto al plano sagital, donde a través del análisis del equilibrio
dinámico de la plataforma se calcularon las fuerzas y torques en los elementos que
conforman el rehabilitador. En vista de que, las fuerzas y torques estuvieron en
función de las dimensiones de las cadenas cinemáticos del mecanismo, se procedió
a determinar dichas medidas mediante iteraciones a través de programas
desarrollados con el software Mathcad Prime 1®. Este proceso iterativo se realizó al
considerar como parámetros cinemáticos la posición del talón y del dedo pulgar, así
como la velocidad y aceleración del pie durante la marcha. Este arreglo de datos fue
obtenido de bibliografía especializada, la cual fue almacenada por frames durante el
ciclo de la marcha. Por ello, se empleó un factor de conversión de parámetros
cinemáticos igual a 0.19, el cual relacionó la velocidad promedio de un adulto,
proveniente de los frames, y la velocidad promedio de un niño.
Con los resultados del cálculo, se aplicaron las teorías de resistencia de materiales y
elementos de máquinas para seleccionar y/o diseñar los componentes. El
movimiento rotacional es proporcionado por motores a pasos de gran torque (48
VDC, 6.3 A/fase, 9.1 Nm) los cuales accionan los mecanismos biela manivela de las
cadenas cinemáticas. Asimismo, se diseñaron articulaciones esféricas con un ángulo
máximo de variación de 59° que permiten abarcar la longitud de paso del
rehabilitador. Este equipo fue diseñado para ser utilizado por un niño de un peso
máximo de 42 kg. y estatura máxima de 1.50 m.
El costo total del rehabilitador ascendió a $ 20500, el cual incluyó los costos de
material, ensamble y diseño.
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Diseño de un sistema guía de recorridos en el Museo de Arte y Tradiciones PopularesSalazar Yaringaño, Giancarlo 07 September 2012 (has links)
El siguiente documento de tesis tiene como principal objetivo el diseño de un sistema guía
de recorridos en el Museo de Arte y Tradiciones Populares del Instituto Riva Agüero,
entidad perteneciente a la Pontificia Universidad Católica del Perú. [1]
En el primer capítulo del presente documento se describirán algunas características
pertinentes de los museos incluyendo los estándares adecuados para iluminación y
sonido, por último, se explicará los problemas encontrados en los sistemas
convencionales utilizados para recorridos guiados en los ambientes de los museos,
En el segundo capítulo, se presentará los actuales sistemas utilizados en los museos más
visitados del mundo, desde la inclusión de adecuados sistemas de iluminación hasta la
integración de nuevas tecnologías como son la utilización de robots y el desarrollo de los
museos interactivos.
En el tercer capítulo, se analizarán los principales criterios para la elección adecuada de
los circuitos electrónicos utilizados en el diseño del sistema guía de recorridos en el
primer ambiente del Museo de Arte y Tradiciones Populares.
En el cuarto capítulo, se presentarán simulaciones del funcionamiento de los diseños
escogidos por etapas, finalmente se presentará la implementación y realización de
pruebas de un prototipo del sistema completo.
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