Mientras la gente y la mayoría de los animales se
desplaza sobre extremidades, la mayoría de las
máquinas móviles utilizan ruedas. La ruedas son
más simples de controlar, tienen pocos problemas de
estabilidad, usan menos energía por unidad de distancia de
movimiento y son más veloces que las extremidades. La
estabilidad se mantiene al fijar el centro de gravedad de el
vehículo en triangulación de los puntos que tocan
tierra. Sin embargo, las ruedas solamente pueden utilizarse sobre
terrenos relativamente lisos y sólidos. Si se quiere
utilizar el robot en terrenos rugosos las ruedas tienen que tener
un tamaño mayor que los obstáculos
encontrados.
El arreglo más familiar para las ruedas de un
vehículo es el utilizado por los automóviles.
Cuatro ruedas son colocadas en las esquinas de un
rectángulo. La mayoría de estos vehículos
tiene maniobrabilidad limitada debido a que tienen que avanzar
para poder dar vuelta. También se requiere de un sistema
de suspensión para asegurar que las ruedas estén en
contacto con la superficie durante todo el tiempo. Cuando el
robot se desplaza en línea recta las cuatro ruedas tienen
que girar a la misma velocidad, en
cambio al
momento de dar vuelta las ruedas interiores giran más
lento que las ruedas exteriores.
En un robot móvil, estos requerimientos son
alcanzados por un buen diseño mecánico y mediante
el control de la velocidad de
las ruedas de dirección independiente. Sin embargo las
imprecisiones que se presentan para alcanzar una trayectoria
definida son causadas por factores mecánicos,
deslizamiento de las ruedas, dobleces en los ejes de
dirección, y desalineamiento de las ruedas.
¿EN QUE CONSISTE EL PROYECTO
QUETZALCÓATL?OBJETIVOS
- Construir el prototipo de un Robot Móvil Autónomo para propósitos didácticos y/o para prueba y verificación de algoritmos de control. Y dejar, con este proyecto de investigación, las bases para próximas mejoras en la optimización del prototipo.
- Crear nuevos investigadores que cuenten con experiencia y habilidad en el desarrollo de investigaciones y realización de proyectos de este tipo.
- Motivar y crear bases para el desarrollo de más proyectos didácticos y/o aplicados a la industria.
- Crear vínculos con otras instituciones de enseñanza superior en el Estado con la Universidad de Guadalajara.
El proyecto consta básicamente de cuatro etapas; Etapa de
Investigación, Etapa de Síntesis
Informativa, Etapa de Diseño y Construcción, Etapa
de pruebas, calibración y control.
A).- Etapa de Investigación.
a) Adquisición de Bibliografía.
b) Búsqueda de las fuentes de
información específicas de aquellos elementos
que constituyen el prototipo.
c) Investigación de las variables que
intervienen en el proceso de control del prototipo.
d) Adquisición y estudio del software para el
desarrollo e implementación de los algoritmos de
control.
B).- Etapa de Síntesis de la
Información.
Ésta etapa se basa en la etapa anterior y da como
resultado una serie de elementos que son necesarios para el
desarrollo de las siguientes etapas de el proyecto.
C).- Etapa de Diseño y
Construcción.
En ésta etapa se aplica toda la información que se
recaba y consulta, y que el diseño del prototipo requiere
para el cumplimiento de los objetivos
planteados anteriormente. En base a estos lineamientos se
construyen las piezas que conforman el prototipo, con el material
y componentes adecuados.
D).- Etapa de Pruebas, Calibración y
Control.
Ésta es la etapa final, se adoptan las medidas necesarias
para alcanzar los objetivos
planteados. Se aplican los algoritmos de control y se prueban
hasta conseguir el resultado esperado.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El sistema propuesto consta de :
Un Robot Móvil
Autónomo.
>Se encuentra formado por 2
módulos unidos entre sí mediante una unión
mecánica, la locomoción del prototipo se realiza
por medio de dos ruedas en cada eslabón, en donde cada una
de las que son parte de el primer eslabón cuenta con un
actuador ( motorreductor de DC ).
Los servosistemas se componen de un Driver tipo Chopper
con control en lazo cerrado de velocidad, para cada actuador en
forma independiente.
La alimentación del Robot se realiza mediante
módulos de baterías de 12 V y los voltajes se
adaptan por medio de convertidores DC-DC.
La información del entorno donde se mueve el
Robot se recaba mediante sensores ultrasónicos, los cuales
cuentan con una tarjeta de interfaz, la cual pasa dicha
información al Cerebro del
Robot.
Debido a la complejidad del proyecto, este se descompone
en un conjunto de subsistemas que son:
- Subsistema Mecánico. Este subsistema
incluye los eslabones, las uniones mecánicas y el
módulo que contiene a todo el sistema que permite que las
ruedas giren ( ruedas, ejes, coples, baleros).
- Subsistema Eléctrico Este subsistema
incluye los servosistemas ( Drivers ), las interfaces entre los
sensores, los drivers y la
computadora, así como las fuentes de
alimentación.
-Subsistemas de Sensores
Ésta incluye los sensores de velocidad de tipo
incremental, y sensores ultrasónicos para la
exploración del medio ambiente.
- Subsistemas de Procesos, Planeación y
Control En este subsistema se encuentran el control de
los motores y todas
las tareas que realiza el prototipo interiormente y exteriormente
al interactuar con el medio ambiente.
Para llevar a cabo lo anterior se expande el bus ISA de la tarjeta madre,
con lo que se logra optimar las tareas de
procesamiento.
Trabajo enviado y realizado por:
Francisco Armando Dueñas
Rodríguez
fduenas_[arroba]hotmail.com
Edad:
23 años
Universidad La Salle
Lic. en Informática
Cancún, Quintana Roo México
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