Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades.Fil: Moyano, Javier Ignacio. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Martínez Moretti, María Paula. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Castagnola, Juan Luis. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Misa, Alberto Fernando. Universidad Católica de Córdoba; Argentin

Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades.Fil: Moyano, Javier Ignacio. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Martínez Moretti, María Paula. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Castagnola, Juan Luis. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Misa, Alberto Fernando. Universidad Católica de Córdoba; Argentin

Sistema manipulador antropomórfico de tres grados de libertad

El presente artículo describe los aspectos fundamentales para la construcción de un manipulador antropomórfico o robot angular de tres grados de libertad. Se describe el diseño, modelado, implementación del manipulador físico, construcción de un simulador y de la interfaz de comunicación entre el simulador y el manipulador robótico de tres grados de libertad. El sistema manipulador antropomórfico diseñado tendrá fines didácticos y será utilizado como herramienta de apoyo en las asignaturas de robótica de la Universidad de Los Andes. El diseño del manipulador se realiza con la ayuda de programas CAD. Se calcula la cinemática directa e inversa con los parámetros de Denavit-Hartenberg. En la construcción del manipulador real se utilizan encoders ópticos como sensores y servo-motores como actuadores. El sistema de transmisión de potencia hacia los eslabones se realiza mediante el uso de engranajes. Adicionalmente, se explica el desarrollo de una herramienta computacional que simula un manipulador robótico antropomórfico de tres grados de libertad. La implementación del sistema se hace mediante el uso del lenguaje de programación Java y la librería de gráficos tridimensional Java 3D. Finalmente, se presenta la construcción del sistema interfaz entre el manipulador real y el simulador.The article describes the principal aspects in the design, modeling, implementation of the anthropomorphic manipulator prototype, a simulator construction and the interface of a three degree of freedom robotic manipulator. The anthropomorphic manipulator system designed will be for educational purposes in the robotics area at the Universidad de Los Andes. The design of the anthropomorphic manipulator is made with CAD programs. Denavit-Hartenberg parameters are used in order to calculate the forward and inverse kinematics. Optical encoders act as sensors with angular position measurement are used. Servo-motors are used as actuators. The power transmission system to the links is done by gears. The article also explains the development of a computational tool that simulates a three degree of freedom anthropomorphic robot manipulator. Java and the graphics tridimensional library Java3D are used for system implementation. Finally the interface between the real manipulator and the simulator is presented.Este trabajo ha sido realizado con el apoyo recibido del C.D.C.H.T. de la Universidad de los Andes bajo el marco del proyecto I-919-06-02-B titulado Diseño y Construcción de un Manipulador Robótico para fines educativos. Proyecto de la Comunidad de Madrid S2009/DPI-1559/ROBOCITY2030 II

Manipulador Robótico (Similar a brazo Humano)

El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. Con el diseño detallado finalizado en CATIA se iniciará el modelado de las ecuaciones de movimiento y su simulación en la computadora, la construcción de los componentes mecánicos que serán realizados en empresas locales, se iniciara con las pruebas de los componentes electrónicos drivers de motores y de sistemas de control con sensores y de la interface con una PC que será la que controlará los componentes electrónicos y de simulación del modelo 3D en tiempo real. Finalmente se procederá al ensamblado de todos los componentes mecánicos y electrónicos para el inicio de las pruebas de laboratorio y sus ensayos de funcionamiento y testeos de acuerdo a los requerimientos previstos. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades

Diseño y simulación de un dispositivo robótico para organizar medicamentos

Dentro de la identificación del producto se evaluara la posición en el eje X, por medio de una cámara web, a la hora de ubicarlo para su posterior manipulación, no siempre este se encontrara centrado o alineado con respecto al Gripper, en el eje X, ya que para resolver el problema en el eje Y y para facilitar la conversión de cm a pixeles, se trazo una línea base para la posición de los productos. Por el diseño del dispositivo robótico, el cual estará limitado tanto a las restricciones del tamaño del estante, como a las de movilidad, y velocidad que se pueden encontrar en las droguerías de gama baja, teniendo en cuenta los puntos a evaluar se seleccionara un diseño de tipo cartesiano, para evitar obstaculizar a los encargados y a su vez facilitar los cálculos cinemáticos del manipuladorPregrad

Exploração inteligente de objetos por manipulador robótico

The end goal of this dissertation is to develop an autonomous exploration robot that is capable of choosing the Next Best View which reveals the most amount of information about a given volume. The exploration solution is based on a robotic manipulator, a RGB-D sensor and ROS. The manipulator provides movement while the sensor evaluates the scene in its Field of View. Using an OcTree implementation to reconstruct the environment, the portions of the de ned exploration volume where no information has been gathered yet are segmented. This segmentation (or clustering) will help on the pose sampling operation in the sense that all generated poses are plausible. Ray casting is performed, either based on the sensor's resolution or the characteristics of the unknown scene, to assess the pose quality. The pose that is estimated to provide the evaluation of the highest amount of unknown space is the one chosen to be visited next, i.e., the Next Best View. The exploration reaches its end when all the unknown voxels have been evaluated or, those who were not, are not possible to be measured by any reachable pose. Two case studies are presented to test the performance and adaptability of this work. The developed system is able to explore a given scene which, initially, it has no information about. The solution provided is, not only, adaptable to changes in the environment during the exploration, but also, portable to other manipualtors rather than the one used in the development.O objetivo nal desta dissertação é desenvolver um robot de exploração autônomo capaz de escolher a Próxima Melhor Vista que revela a maior quantidade de informações sobre um determinado volume. A solução de exploração é baseada num manipulador robótico, num sensor RGB-D e em ROS. O manipulador proporciona movimento enquanto o sensor avalia a cena no seu campo de visão. Usando uma implementação Oc- Tree para reconstruir o ambiente, as partes do volume de exploração de nido onde nenhuma informação ainda foi recolhida são segmentadas. Esta segmenta ção (ou agrupamento) ajudará na operação de amostragem de poses no sentido em que todas as poses geradas são plausíveis. Ray casting é realizado, seja com base na resolução do sensor ou nas características da cena desconhecida, para avaliar a qualidade da pose. A pose que é estimado fornecer a avaliação da maior quantidade de espaço desconhecido é a escolhida para ser visitada em seguida, ou seja, a Próxima Melhor Vista. A exploração chega ao m quando todos os voxels desconhecidos tiverem sido avaliados ou, aqueles que não o foram, não sejam possíveis de serem medidos por qualquer pose alcançável. Dois casos de estudo são apresentados para testar o desempenho e adaptabilidade deste trabalho. O sistema desenvolvido é capaz de explorar uma determinada cena sobre a qual, inicialmente, não tem informação. A solução apresentada é, não só, adaptável às mudanças no ambiente durante a explora ção, mas também, portável para outros manipuladores que não o utilizado no desenvolvimento.Mestrado em Engenharia Mecânic

On the approximation of the inverse dynamics of a robotic manipulator by a neural network trained with a stochastic learning algorithm

The SAGA algorithm is used to ap-proximate the inverse dynamics of a robotic manipulator with two rotational joints. SAGA (Simulated Annealing Gradient Adaptation) is a stochastic strategy for additive construction of an artificial neural network of the two-layer perceptron type based on three essential ele-ments: a) network weights update by means of the information from the gradient for the cost function; b) approval or rejection of the suggested change through a technique of clas-sical simulated annealing; and c) progressive growth of the neural network as its struc-ture reveals insufficient, using a conservative strategy for adding units to the hidden layer. Experiments are performed and efficiency is analyzed in terms of the relation between mean relative errors -in the training and test-ing sets-, network size, and computation time. The ability of the proposed technique to per-form good approximations by minimizing the complexity of the network’s architecture and, hence, the required computational memory, is emphasized. Moreover, the evolution of mini-mization processes as the cost surface is modi-fied is also discussedSe utiliza el algoritmo SAGA para aproximar la dinámica inversa de un manipula-dor robótico con dos juntas rotacionales. SAGA (Simulated Annealing + Gradiente + Adapta-ción) es una estrategia estocástica para la cons-trucción aditiva de una red neuronal artificial de tipo perceptrón de dos capas, basada en tres elementos esenciales: a) actualización de los pe-sos de la red por medio de información del gra-diente de la función de costo; b) aceptación o re-chazo del cambio propuesto por una técnica de recocido simulado (simulated annealing) clási-ca; y c) crecimiento progresivo de la red neuro-nal, en la medida en que su estructura resulta insuficiente, usando una estrategia conserva-dora para agregar unidades a la capa oculta. Se realizan experimentos y se analiza la eficien-cia en términos de la relación entre error rela-tivo medio -en los conjuntos de entrenamien-to y de testeo-, tamaño de la red y tiempos de cómputo. Se hace énfasis en la habilidad de la técnica propuesta para obtener buenas aproxi-maciones, minimizando la complejidad de la ar-quitectura de la red y, por lo tanto, la memoria computacional requerida. Además, se discute la evolución del proceso de minimización a medi-da que la superficie de costo se modific

Modelado, electrónica y programación de robot excavadora

[ES] Este proyecto trata del desarrollo de un robot de tipo excavadora basado en un manipulador móvil. En primer lugar, se analiza el funcionamiento y componentes de una excavadora convencional y el robot meArm. A continuación, y en consecuencia de lo anterior, se selecciona la electrónica para ser programado con Arduino y se realiza el diseño y ensamblaje en el software SolidWorks. Después, se realiza una exportación y preparación para la simulación en el software V-REP CoppeliaSim y la programación del robot en el software Arduino IDE. Finalmente, se realiza el montaje real y se lleva a cabo la escena programada previamente.[EN] This project deals with the development of an excavator-type robot based on a mobile manipulator. Firstly, the operation and components of a conventional excavator and the meArm robot are analysed, followed by the selection of the electronics to be programmed with Arduino and the design and assembly in SolidWorks software. Afterwards, an export and preparation for the simulation in the V-REP CoppeliaSim software and the programming of the robot in the Arduino IDE software are carried out. Finally, the final assembly is performed and the previously programmed scene is carried out.Martínez Esteso, D. (2021). Modelado, electrónica y programación de robot excavadora. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/171389TFG

Diseño e implementación de mecanismo de prensión para mano robot antropomórfica

El presente trabajo trata sobre el acople cinemático del dedo pulgar al gripper robótico antropomórfico presentando en Aviles, debido a que este dedo por su ubicación se encuentra fijo por debajo de los otros dedos. Imposibilitando realizar dos tipos de movimiento, los cuales son: rotacional y de cierre. Propiedades que dan una alta importancia al momento de manipular objetos con precisión. Con este acople en el gripper le permitirá realizar diferentes tipos de configuraciones para el agarre de objetos y así poder ser acoplado como gripper en el robot UMNG1 u otros robots existentes. El acople cinemático del dedo pulgar implicará la aplicación conocimientos adquiridos en la disciplina profesional, especialmente en áreas relacionadas con: mecánica, electrónica, evaluación de proyectos de ingeniería y programaciónPregrad

Protótipo de manipulador robótico para operações com radiofármacos

A utilização de manipuladores robóticos tem auxiliado a humanidade no aumento da qualidade e produção de diversos produtos. Seu uso se faz ainda mais necessário em aplicações que envolvem risco à saúde do ser humano, como é o caso da manipulação de materiais radioativos. Considerando esse fato, neste trabalho é realizada a elaboração de um protótipo de manipulador robótico para automatizar o processo de fracionamento e armazenamento de radiofármacos. O protótipo é um modelo de manipulador serial de baixo custo, em metal usinado, utilizando juntas rotacionais, tendo como atuadores servomotores de corrente contínua. O controle dos atuadores ocorre através de um microcontrolador da família Arduíno. Foi elaborada uma GUI (Graphical User Interface) para interface homem-máquina, além do uso do software MATLAB para o processamento de dados e cálculo da cinemática direta e inversa. Foi realizado um estudo do caso com análise da cinemática direta e inversa da posição, da velocidade e da aceleração, sendo a mesma numericamente provada, bem como avaliação das singularidades presentes no manipulador proposto. Por fim, foram executados ensaios de desempenho em conformidade com a norma ISO 9283/1995 para verificação da precisão e repetibilidade do protótipo, obtendo-se precisão de aproximadamente 15 mm e repetibilidade de aproximadamente 27 mm.The use of robotic manipulators has assisted humanity in increasing the quality and production of various products. Its use is even more necessary in applications involving human health risks, such as the handling of radioactive materials. Considering this fact, in this work the elaboration of a robotic manipulator prototype is carried out to automate the process of fractionation and storage of radiopharmaceuticals. The prototype is a model of low cost serial manipulator in machined metal using rotational joints, with DC servo motors as actuators. The control of the actuators occurs through a microcontroller of the Arduino family. A GUI (Graphical User Interface) was developed for man-machine interface, besides the use of MATLAB software for data processing and calculation of direct and inverse kinematics. A case study with direct and inverse kinematics analysis of position, velocity and acceleration was performed, being the same numerically proven, as well as evaluation of the singularities present in the proposed manipulator. Finally, performance tests in accordance with ISO 9283/1995 norm were performed to verify the accuracy and repeatability of the prototype, obtaining accuracy of approximately 15 mm and repeatability of approximately 27 mm