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Desarrollo de un sistema mecatrónico para robot humanoide que permite emular el movimiento del cuello de los seres humanos

FRANCISCO JOSE LOPEZ CORTES (2017)

"En este trabajo se presenta una investigación sobre la historia de los robots humanoides, sus orígenes y su evolución a través del tiempo, se hace referencia a los trabajos realizados por otros investigadores. Por lo tanto, en esta tesis se diseñó un mecanismo esférico, el cual soporta la cabeza de un robot humanoide desarrollado por la empresa Hanson Robotics, se emplearon las herramientas matemáticas necesarias para obtener la cinemática directa y el modelo dinámico de dicho mecanismo, como consecuencia de esto, se realizaron simulaciones con un esquema de control tangente hiperbólico y se efectuaron estudios de movimiento en el software de diseño asistido por computadora “SolidWorks” para efectos de comprobación del modelo dinámico."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Mecatrónica Androides Robots--Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Desarrollo de un sistema mecatrónico para controlar una silla de ruedas motorizada mediante diversos dispositivos por enlace inalámbrico

RIGOBERTO CERINO JIMENEZ (2017)

"En el presente documento de tesis se plasma el proceso de desarrollo para instrumentar una silla de ruedas motorizada (SRM) que permita su control inalámbrico a través de diversos dispositivos mediante el protocolo de comunicación Bluetooth, así como su control manual a través de un joystick analógico. Se presenta el proceso realizado para el ensamble mecánico de la silla; el sistema de dirección mecánica está basado en una configuración diferencial ligada a una transmisión de cadena-piñón, con el objetivo de que ambas ruedas proporcionen tracción y direccionamiento, permitiendo así una mayor maniobrabilidad en escenarios pequeños. Se desarrolla la cinemática directa del robot para conocer el punto en el que la silla de ruedas se encuentra en el espacio; mediante la metodología de Euler-Lagrange se obtiene la dinámica del sistema y se toman en cuenta las restricciones de movimiento no holonómicas, para propósitos del estudio de un sistema de control y con fines de simulación y requerimientos físicos de los motores de tracción, lo que conlleva a la elección de las baterías de alimentación. Se realizan el diseño e instrumentación electrónica de la etapa de potencia necesaria para el movimiento del mecanismo, la cual utiliza MOSFET debido al alto consumo de corriente que generan los motores. Para el sistema de control se desarrolla una aplicación móvil que trabaja en el sistema operativo Android, la cual permitirá el control de la SRM de manera inalámbrica; se implementa un brazalete inalámbrico el cual detecta señales electromiográficas (EMG) que generan los músculos al realizar un movimiento de nuestro brazo, y como dispositivo de control final se implementa un control manual mediante un joystick."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Cinemática Electromiografía Mecatrónica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diseño e implementación de un robot miniatura para proveer estimulación iterativa a la extremidad posterior del mutante de mielina taiep

DANIEL EDUARDO HERNANDEZ SANCHEZ (2017)

"En el presente trabajo de tesis se exponen los conceptos que nos permiten entender el problema motor que presenta el mutante de mielina denominada rata taiep, tema que es una base importante para el desarrollo de este proyecto. Para llevar a cabo una rutina programable que aplique una estimulación repetitiva a la

extremidad de una rata sana o una rata taiep, se diseña y se construye un robot móvil de tracción diferencial. A partir de esta configuración de robot móvil se desarrolla la cinemática y el modelo dinámico con base en la metodología de Newton-Euler. El desarrollo del modelo dinámico sienta las bases para poder elaborar un algoritmo de control y se realiza el análisis de estabilidad asintótica en el sentido de Lyapunov, que garantiza la inmunidad del control a las condiciones iniciales. Posteriormente se presentan las simulaciones del algoritmo de control en conjunto con el modelo dinamico desarrollado previamente, las respuestas que presenta esta simulación son comparadas con las respuestas que presenta el algoritmo de control tangente hiperbólico y PD; esto permite evaluar el desempeño de las estructuras de control. Se desarrolla la etapa de potencia para los motores con los que cuenta el robot móvil, la cual está basada en transistores BJT. Se elabora una aplicación móvil para el sistema operativo Android; se usa el protocolo de comunicación Bluetooth para el manejo de datos que permiten realizar el control del robot móvil de manera remota y así llevar a cabo la terapia deseada. La aplicación le permite al usuario configurar parámetros de la terapia. Para realizar en control de posición del robot móvil se desarrolla un firmware que le permite al robot móvil realizar una trayectoria. Se implementa el controlador desarrollado previamente y el algoritmo de tangente hiperbólico y se logra cerrar el lazo de control con ayuda de los enconders con los que cuentan los motorreductores.

Por último, se realizan pruebas experimentales del control del robot móvil al realizar una trayectoria y al llevar a cabo la rutina para la aplicación de la terapia."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Diseño y construcción Ratas como animales de laboratorio Robots--Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Control con ganancias variables para robots manipuladores

OSCAR RAMOS ARROYO (2016)

Dentro de los resultados de comparación fue posible constatar que el controlador aquí diseñado funciona de forma adecuada para todos los distintos puntos a los que se les asignó cada eslabón. Hablando específicamente de las posiciones deseadas para ángulos mayores o iguales a 90°, las mediciones arrojaron una eficiencia del 50% con respecto a un eje de referencia; mientras que cuando las posiciones deseadas menores o iguales a 90° los índices mostraron un índice de efectividad bastante parecido al controlador tangente hiperbólico, lo que lo hace competitivo desde el punto de vista de control de regulación y un posible candidato para utilizarlo en estos aspectos.

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Sistemas de Control Manipuladores--mecanismo Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Tarjeta para controlar 3 grados de libertad de robots vía wifi

JOSE DE JESUS MOYA MORA (2017)

"En el presente trabajo se explica el desarrollo de un sistema para controlar tres grados de libertad de un robot articular utilizando un sistema embebido, donde el envío de la información será por Wi-Fi, para llevar a cabo dicha comunicación se empleará un módulo de comunicación WIFI, denominado RN-XV, el cual facilitará la comunicación con una interfaz gráfica que se realizará en el software labview, para poder manipular el robot. El robot que se utiliza es un robot cartesiano (que se encuentra en el laboratorio de la maestría), se empleará un sistema embebido basado en un FPGA de la marca ALTERA de la familia Cyclone III el cual tiene todas las prestaciones para realizar dentro de él, algoritmos de control. Se desarrollarán cada una de las partes que conforman el sistema embebido, como el desarrollo del firmware que realiza el control para manipular el robot y se establecerá la comunicación vía WiFi, el desarrollo de este tipo de comunicación se realizará mediante la comunicación UART."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Sistemas de control Cinemática Robots--Programación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Algoritmo reactivo aplicado en la evitación de obstáculos

HERMES JAVIER RAMIREZ GARCIA (2018)

"En este documento se describe el trabajo realizado en la tesis Algoritmo Reactivo Aplicado en la Evitación de Obstáculos desde el estudio y comprensión de los conceptos teóricos hasta la implementación de los mismos en una plataforma robot móvil para evadir obstáculos dentro de un ambiente controlado El robot móvil es uno tipo ackerman, cuyo robot ya se tiene en el laboratorio, sin embargo, para fines de control, es necesario hacer modificaciones y adecuaciones a los elementos sensores y actuadores."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots móviles--Programación Robots--Movimiento--Planeación Robots--Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Validación de algoritmos de control de impedencia en un ROTRADI

OSWALDO TEPAL NIETO (2016)

"Se implementaron tres algoritmos de control de impedancia en un robot de transmision directa de 3 grados de libertad donde se empleo una tarjeta Arduino mega, asi como una interfaz electronica diseñada a partir del analisis de funcionamiento del robot. El modelo de robot de tres grados de libertad es aplicado en conjunto con los parámetros físicos del robot de transmisión directa (ROTRADI VI) para la aplcación de varios esquemas de control, entre ellos el control de posición articular, control de posición cartesiano, control de fuerza y control de impedancia. El ROTRADI VI es un robot compuesto de eslabones de aluminio unidos por motores de transmisión mecánica como engranes o cadenas para obtener incremento de torque o par. Estos motores a su vez puedes ser configurados de diferentes maneras para la lectura de la posición angular destacando principalmente el modo diferencial de señales A-B (encoder de cuadratura) y modo de pulsos por direccionamiento".

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Sistemas de control Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Seguimiento de trayectoria de un cuadricóptero empleando retroalimentacion visual

PABLO VALENCIA BIBIAN (2016)

"Un vehículo aéreo no tripulado (UAV) es básicamente una aeronave con la capacidad de volar de forma autónoma empleando para ello un sistema de control, el cual puede estar dentro o fuera de la aeronave. El control utilizando visual servoing aprovecha la información obtenida de una cámara, ésta información se retroalimenta obteniendo un ajuste buscando reducir la diferencia entre una posición deseada y la posición actual. La implementación de este sistema se ha hecho utilizando herramientas multiplataforma y software libre hasta donde fue posible de tal forma que en un proyecto futuro se pueda implementar el sistema dentro de la aeronave"|

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Aviones no tripulados Robots--Sistemas de control Servomecanismos INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Automatización de una celda robótica con retroalimentación visual

EDGAR HUGO MAYORAL ARZABA (2017)

"En este trabajo de tesis se realizó el diseño e instrumentación de una celda robótica que está conformada por un sistema transportador de cadena (banda transportadora), dos brazos robóticos de transmisión directa, un sistema de adquisición de datos y una cámara web convencional. Esta celda robótica se implementó para la identificación de tarjetas electrónicas usando algoritmos de aprendizaje automático. Se utilizó una tarjeta Arduino Mega para el control de posición de la banda transportadora y la tarjeta Arduino Due para el control de los ROTRADI’s (Robot de transmisión directa). Además, se desarrolló el procesamiento digital de imágenes en conjunto con los algoritmos de aprendizaje automático, como parte del reconocimiento de las tarjetas electrónicas y la identificación de componentes de la tarjeta usando Visual Servoing."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Sistemas de control--Visión Cinemática Robots--Control visual INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Robot CNC para impresoras 3D

ALFREDO LOPEZ BELTRAN (2016)

En la actualidad, los robots son muy importantes en diferentes áreas, tanto productivas como de la salud e investigación, ya que tienen la versatilidad de cumplir con diversas actividades mientras se les controle apropiadamente. Los progenitores más directos de los robots, fueron los telemanipuladores. En1948, R. C. Goertz desarrolló en el Argonne Nacional Laboratory el primer telemanipulador, con el objetivo de manejar elementos radiactivos sin riesgo para el operador. En año de 1942, en Bendix Corporation surgió lo que se podría llamar un control numérico verdadero, debido a una necesidad impuesta por la industria aeronáutica para la realización de hélices de helicópteros de diferentes configuraciones. Para el año de 1952 John C. Parsons y el Instituto Tecnológico de Masachussetts desarrollaron la primera máquina fresadora de control numérico, construida con bulbos, usando un código binario y cinta perforadora. La sustitución del operador por un programa de ordenador que controlase los movimientos del manipulador, dio paso al concepto de robot. La primera patente de un dispositivo robótico fue solicitada en 1954 por el británico C.E. Kenward. Sin embargo, fue George C. Devol, un ingeniero norteamericano, el que estableció las bases del robot industrial moderno. A partir de 1976, se aplicó el microprocesador a las computadoras, se dio un enorme salto en el desarrollo del CNC, haciéndose posible las interpolaciones rectas y curvas entre ejes. El año 1980 fue llamado primer año de la era robótica porque la producción de robots industriales aumentó ese año un 80 % respecto al año anterior.

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Diseño y construcción Impresión tridimensional INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA