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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. / Tesis
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Diseño de Muqui: un robot narrador de cuentosVega Centeno Ponce de León, Rodrigo 18 January 2016 (has links)
El periodo de constante modernización que se vive en la actualidad, en particular la urbanización de zonas rurales de Latinoamérica, amenaza una de las formas más usadas para transmitir y preservar la cultura, costumbres y anécdotas de una comunidad: la tradición oral. Se hace importante rescatar la identidad cultural de dichas comunidades para lo cual se quiere aprovechar otro aspecto del contexto actual como es la robótica social. En la década reciente se tiene una emergente categoría de robots de servicio que está ganando una presencia significativa en las actividades de la vida diaria.
En este contexto, la presente tesis desarrolla el diseño de MUQUI, un robot compañero de comunidad que forme parte de ella y comparta su cultura y tradiciones.
Este trabajo se enfoca en la problemática técnica en el desarrollo de MUQUI, centrándose en los requerimientos y funciones que deben ser cubiertos en el diseño, haciendo énfasis en la estética e interacción.
En el presente documento se describe a detalle el sistema mecánico y electrónico del robot planteado obteniendo un diseño que posee formas antropomórficas con movimiento de la cabeza, una pantalla para mostrar ojos que permitan comunicar emociones, un proyector en la cabeza para la emisión de imágenes y un sombrero distintivo para identificarlo con la comunidad a la que pertenece. Cuenta con brazos, los cuales mueve mientras habla para reforzar las ideas que busca transmitir y finalmente posee un sistema de locomoción en base a ruedas para desplazamiento.
Las formas antropomórficas del robot son logradas a través de carcasas de plástico ABS elaboradas por impresión 3D, todas estas sujetas a una estructura interna formada por planchas de acero que soporta todos los componentes del robot.
Con el fin de validar el diseño de la estructura se realiza una simulación por elementos finitos y se implementa y prueba el funcionamiento de la tarjeta que regula la distribución de energía a todo el robot.
Con los resultados satisfactorios obtenidos, se puede concluir que se consigue un diseño satisfactorio de un robot proveedor de servicios capaz de desempeñarse como un narrador de cuentos de manera automática. / Tesis
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Design of a mobile robot’s control system for obstacle identification and avoidance using sensor fusion and model predictive controlBarreto Guerra, Jean Paul 14 October 2017 (has links)
The aim of this master thesis is to design a control system based on model predictive
control (MPC) with sensor data fusion for obstacle avoidance. Since the amount of
obtained data is larger due to multiple sensors, the required sampling time has to be
larger enough in comparison with the calculation time of the optimal problem. Then
it is proposed a simplification of the mobile robot model in order to reduce this optimization
time.
The sensor data fusion technique uses the range information of a laser scanner and
the data of a mono-camera acquired from image processing techniques. In image processing
different detection algorithms are proposed such as shape and color detection.
Therefore an estimation of the obstacles dimension and distance is explained obtaining
accurate results.
Finally a data fusion for obstacle determination is developed in order to use this
information in the optimization control problem as a path constraint. The obtained
results show the mobile robot behavior in trajectories tracking and obstacle avoidance
problems by comparing two different sampling times. It is concluded that the mobile
robot reaches the final desired position while avoiding the detected obstacles along the
trajectory. / Ziel dieser Masterarbeit ist, einen Steuerungsentwurf auf Basis der modellprädiktiven
Regelung (MPC) mit Sensordatenfusion und zur Hindernisvermeidung. Da die Menge
der erhaltenen Daten aufgrund mehrerer Sensoren größer ist, muss die erforderliche
Abtastzeit im Vergleich zur Rechenzeit des optimalen Problems größer sein. In der
Arbeit wird eine Vereinfachung des mobilen Robotermodells vorgeschlagen, um diese
Optimierungszeit zu reduzieren.
Die Sensordaten-Fusionstechnik verwendet die Bereichsinformation eines Laserscanners
und die Daten einer Monokamera, die durch Bildverarbeitungstechniken gewonnen
werden. Bei der Bildverarbeitung werden verschiedene Erfassungsalgorithmen
vorgeschlagen, wie z. B. Muster- und Farbdetektion. Eine Schätzung der Hindernisdimension
und -distanz wird erklärt, um genaue Ergebnisse zu erzielen.
Schließlich wird eine Datenfusion zur Hindernisbestimmung entwickelt, um diese Information
im Optimalsteuerungsproblem als Pfadbeschränkung zu nutzen. Die erzielten
Ergebnisse zeigen das Verhalten des mobilen Roboters bei Trajektorienverfolgungsund
Hindernisvermeidungsproblemen, indem zwei verschiedene Abtastzeiten verglichen
werden. Es wird gefolgert, dass der mobile Roboter die endgültige gewünschte Position
erreicht, während die erkannten Hindernisse entlang der Trajektorie vermieden
werden. / Tesis
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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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Diseño y construcción del subsitema electrónico para el control de un brazo robot de 5 GDLCarrera Soria, Willy Eduardo 25 November 2015 (has links)
El programa de Maestría de Ingeniería Mecatrónica de la PUCP desea contar con un brazo robot de 5GDL, teniendo a la fecha la estructura mecánica; ahora desea agregarle
la parte electrónica para la enseñanza de robótica avanzada.
El desarrollo del sistema experimental ha sido dividido en 3 partes en el curso Proyecto
Electrónico 1 de la especialidad de Ingeniería Electrónica y está generando 3 tesis de pregrado, una ya sustentada; acá se abordan las partes más relevantes de esos trabajos: el hardware electrónico, la interface de usuario, y el control electrónico que permite la cinemática directa e inversa, así como el seguimiento de una trayectoria.
Lo que se ha desarrollado en esta tesis en la parte de hardware es la selección de los motores, excitadores y sensores de posición, se ha diseñado e implementado un controlador Maestro y 5 controladores Esclavos. En la parte de software se ha desarrollado una interfaz desde una PC en Visual Basic para que se ingresen los movimientos que debe realizar cada una de sus 5 articulaciones del brazo robot, ya sea
de un punto inicial a otro final, o para que describa una trayectoria. También se ha realizado la comunicación en lenguaje C entre la mencionada interfaz y el controlador maestro, y la comunicación de este último con los 5 controladores esclavos; finalmente se ha realizado un control PD en cada articulación. El brazo robot cuenta con sensores de fines de carrera y detectores de sobre corriente que cuando se activen harán que el robot detenga su movimiento para evitar cualquier accidente. / Tesis
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Diseño e implementación de un robot móvil con una esfera de tracción omnidireccionalPozo Fortunić, Juan Edmundo 13 March 2012 (has links)
La utilización de robots móviles en el campo de la robótica industrial y la robótica de
servicio es cada vez mayor. La mayoría de los diseños de estos robots móviles posen la
denominada tracción diferencial. Esta no permite el movimiento omnidireccional y requiere
de complejos algoritmos de control para la generación de trayectorias. Por otro lado, los
robots que poseen tracción omnidireccional han sido poco estudiados.
El objetivo de la tesis es diseñar e implementar un robot móvil con una esfera de tracción
omnidireccional, que permita al robot realizar cambios repentinos de trayectoria sin tener
que realizar giros. El robot tendrá una única esfera de tracción que será actuada por dos
motores eléctricos. El control de los motores permitirá controlar el movimiento
omnidireccional en el plano de desplazamiento del robot. El tamaño de la base del robot
será de 10cm x 10cm y los motores eléctricos son controlados por un microcontrolador
ATMEGA88PA y un controlador de motor L298 a través de señales moduladas por ancho
de pulso (PWM).
Se realizarán y documentarán diferentes experimentos de generación de movimiento
(lateral, diagonal y circular) y en base a estos resultados el diseño del robot será evaluado. / Tesis
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Diseño e implementación de un robot de bajo costo para estimular la fotosíntesis en plantas de pequeño tamañoBarragán Neira, Angel Esteban 20 May 2013 (has links)
Las plantas conforman gran parte del planeta cumpliendo un rol muy
importante en el ecosistema de la Tierra; sin ellas, nuestro entorno no sería
como lo conocemos. Este asunto de estudio busca trasladar una planta hacia
una zona donde exista mayor cantidad de luz y en la medida de lo posible,
trasladarla a una zona donde incida luz solar directa.
Se utilizó la robótica como medio para poder lograr esta labor, para así
desarrollar un producto con un objetivo definido y un uso determinado. Este
estudio sería la base para lograr un producto comercial.
Se desarrolló un robot autónomo el cual consta de un sistema de
desplazamiento a base de servomotores, un sistema de sensores infrarrojos
para la detección de obstáculos, un sistema de sensores de intensidad de luz, y
un sistema de control basado en el microcontrolador ATmega8 de la familia
ATMEL. / Tesis
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Desarrollo de un robot móvil y una plataforma de interacción tangible para la inducción a la programación en ciencias de la computación de niños en edad pre-escolarCárdenas Cáceres, Pablo 20 February 2018 (has links)
En el campo de la programación, la interacción hombre-máquina está dominada por
interfaces visuales que generalmente usan un teclado, un ratón y una pantalla haciendo
que, para poder programar, se deban tener conocimientos previos de informática. La
necesidad de aprender a programar en un mundo profesional cada vez más dependiente
de la tecnología se ha incrementado y, por ello, en diferentes países su enseñanza se
da desde edades tempranas. En contraste, en el Perú, el primer contacto con el campo
de la programación se inicia mayormente en la etapa universitaria con dificultades en
su aprendizaje. Se han planteado diferentes iniciativas como “Programa Una Laptop
por Niño” en el que se distribuyeron kits de robótica Wedo de la marca LEGO
Education; sin embargo, estos no son fabricados en la región por lo que los costos de
adquisición son altos y que, además, por la complejidad de su uso, está orientado a
niños de secundaria. Todo ello se refleja en un bajo índice de introducción a la
programación de niños menores en el Perú. En otros países existen diferentes
investigaciones que proponen el uso de la programación tangible, esto es, que el código
sea palpable en lugar de ser parte de un mundo virtual en una pantalla de computadora,
pero en muchos casos omiten alguna de las etapas de la programación computacional:
el análisis del problema, el diseño del algoritmo, la codificación, la prueba y la etapa
de depuración. La presente tesis hace una revisión teórica de las investigaciones
previas en el campo de programación tangible y presenta el desarrollo de una
plataforma mecatrónica de bajo costo en comparación a las alternativas ya existentes.
Esta plataforma está conformada por un tablero de programación (que se usa la
electrónica más elemental posible), y un robot móvil (que utiliza algoritmos de control
avanzado para garantizar la exactitud de sus movimientos). Finalmente se valida el
funcionamiento del prototipo mecatrónico mediante la comparación de datos
obtenidos en el modelo simulado y el real. / Tesis
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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. / Tesis
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Diseño e implementación de un brazo robot de dos grados de libertad para el trazado de diagramas en un planoNakamura Lam, Jaime Ricardo, Chávez Tapia, Miguel Antonio, Olivera Susaníbar, César 09 May 2011 (has links)
El presente trabajo consiste en el diseño y la implementación de un brazo robot de dos grados de libertad para su aplicación en el trazado de diagramas en un plano de trabajo A3. El diseño implicó el desarrollo de un modelo mecánico del
sistema, desarrollado parcialmente por Luis Felipe López Apostolovich, alumno de la especialidad de Ingeniería Mecánica de la Pontificia Universidad Católica del Perú y complementado con el diseño del Sr. Alberto Orihuela, egresado del instituto técnico SENATI, quien también apoyó en los procesos de manufactura que fueron realizados en su taller. / Tesis
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