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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

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

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

Diseño e instrumentación de un dispositivo de tobillo para monitoreo de pulso y temperatura en bebes

MIGUEL ANGEL ORTEGA PALACIOS (2016)

"El síndrome de muerte súbita del lactante o mejor conocido como muerte de cuna es una de las principales causas de muerte en los bebés durante los primeros meses de vida. Además no se conocen las causas que lo provocan, y es muy complicado detectarlo cuando se presenta. Es por eso que se propone diseñar un dispositivo capaz de detectar la muerte de cuna, por lo que se optó por medir la temperatura corporal y el ritmo cardiaco del bebé mediante métodos no invasivos, para evitar molestias. El dispositivo debe ser lo suficientemente pequeño para que sea cómodo y ligero. Se colocará en el tobillo del bebé, para evitar que se lo quite fácilmente. A través de una comunicación Wi-Fi el dispositivo enviará los datos obtenidos por los sensores a un servidor en internet, y el monitoreo se podrá realizar desde cualquier dispositivo móvil (celular, computadora o tablet) conectado a la red. En el momento en el que se presente una alteración en el ritmo cardiaco del bebé, se alertará a los padres, enviando un mensaje por twitter a la cuenta del usuario. El monitoreo de la temperatura corporal y el ritmo cardiaco se realizará aproximadamente cada 30 segundos, ya que es tiempo suficiente para que los padres puedan hacer reaccionar al bebé mientras está durmiendo, y evitar su muerte. Se hará de esta manera porque no es un proceso automatizado, debido a que no se conocen las causas reales que provocan el síndrome."

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Muerte súbita Robótica en la medicina Muerte súbita--Prevención INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Control visual de robots manipuladores

ADILENE PALMA ASUNCION (2016)

La Automatización y la Robótica son disciplinas de alto impacto en aplicaciones espaciales, de inteligencia, de manufactura, nucleares, en la medicina, entre otras. De la misma forma el control basado en visión tiene gran número de aplicaciones hoy en día. Un componente importante de un sistema robótico es la adquisición, procesamiento e interpretación de la información provista por los sensores. Esta información es utilizada para derivar las señales de control para manejar un robot. La información del sistema y su ambiente puede obtenerse a través de una extensa variedad de sensores: posición, velocidad, fuerza, visión, por mencionar algunos.

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Sistemas de control Manipuladores--mecanismo 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

Análisis, diseño y puesta en marcha de un sistema cartográfico semi‐ automático multi‐posicionador modular de resolución controlada

RICARDO TORRES REYES (2016)

"Este documento presenta un trabajo de tesis que tuvo como finalidad el diseño y el desarrollo de un robot cartesiano de 3 gdl (Grados de Libertad). En la primera parte de este trabajo se presenta una pequeña introducción del estudio de las diferentes configuraciones de robots como sus tipos ya que el gran aporte que da la robótica a la medicina es relevante, hoy en día es posible realizar cirugías de alto riesgo con una gran seguridad y exactitud, evitando así algún error humano durante los procesos quirúrgicos, realizar cirugías en zonas en las cuales el cirujano no puede acceder o visualizar. A partir de la necesidad de llevar a cabo estudios de esta naturaleza, surge la necesidad por desarrollar un robot cartesiano que pueda hacer un estudio espacial puntual con una gran exactitud y precisión ya que esto se puede lograr con rieles de alta precisión y motorreductores que nos ayudaran para que tengamos un mejor desempeño. En la segunda parte del trabajo se presenta el diseño en Solidworks y la construcción de cada uno de los diferentes ejes que componen el robot cartesiano de 3 grados de libertad, los materiales utilizados para la construcción, así como el diseño de la etapa de potencia para los movimientos de desplazamiento en los ejes X, Y, Z, también se hace el estudio de la cinemática y dinámica del sistema, Se presenta la caracterización de los motores para que trabajen de manera lineal. En este trabajo se presenta el desarrollo de cada uno de los bloques del firmware que se realizaron mediante el software QUARTUS II, para poderlos implementar en la plataforma FPGA (Field Programmable Gate Array) también se presenta la interfaz gráfica creada en LabVIEW que manda las posiciones deseadas de cada uno de los ejes. Por último, se presentan los resultados experimentales del sistema y todas las etapas que conforman el robot cartesiano".

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Robots--Diseño y construcción Robótica en la medicina Cinemática INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA