BRAZO-ROBOT con matlab

7/26/2019 BRAZO-ROBOT con matlab

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Centro de Enseanza Tcnica Industrial.

Plantel Colomos

Proyecto

Brazo Robot manipulado por MATLAB y controlado por ARDUINO.

Materia:Robtica

Carrera: Ingeniera Mecatrnica

Clave de materia: IA-23

Profesor: Noel Marcial Vzquez Sojo.

Grupo: 7F

Priscilla Virginia Andrade Domnguez.

Omar de la Cruz Arciniega

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Fecha de entrega: Martes 7 Junio del 2016


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2TERCER PARCIAL | ROBOTICA

ndiceTABLA DE CONTENIDO

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................................................3

CARACTERSTICAS DEL BRAZO MANIPULADOR .............................................................................3

DISPOSITIVOS ...................................................................................................................................3

DISEO ..............................................................................................................................................4

DESARROLLO .....................................................................................................................................4

ALGORITMO Y CALCULOS PARA DH ................................................................................................7

CONCLUSIONES ...............................................................................................................................13

ENLACE DEL VIDEO .........................................................................................................................13

FIRMA ..............................................................................................................................................13

BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................13


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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El objetivo de este proyecto es disear, construir e implementar un brazo manipulador robticocon las caractersticas listadas en el siguiente apartado y que cumpla con las consideraciones quems abajo se aborda, as como con el procedimiento a evaluar.

CARACTERSTICAS DEL BRAZO MANIPULADOR

Robot angular de tres grados de libertad rotacionales (3R)

Circuitera del robot en PCB

Los sensores de posicin angular informan a la unidad de control de la posicin de cada

articulacin con un error no mayor a 5 grados.

La articulacin de la base tiene un movimiento 0 360 0 Las articulaciones 2 y 3 tienen un movimiento 0 180 0

DISPOSITIVOS

Servomotor Micro Servomotor Tower Pro SG90.CaractersticasModelo del producto: Tower Pro SG90

Torque: 1.8 kg-cm

Velocidad: 0.10 s/60

Rango de rotacin: 180

Peso: 9 g

Dimensiones: 21.5 x 11.7 x 25.1 mm

Tipo de engranaje: Plstico

Tipo de conector: Hembra

Modulacin: Analgica

Periodo: 20 ms

Voltaje: 4.86 v

Ancho pulso: 1.02.5 msArduino UNOCaractersticas

Modelo del producto: MG995

Microcontrolador ATmega328

Voltaje de trabajo: 5V

Voltaje de entrada recomendado: 7-12V

Voltaje de entrada mnimo: 6

Voltaje de entrada mximo: 20V

Pines de entrada/salida digitales: 14 (6 de los cuales pueden ser salidas de PWM.

Pines de entradas analgica: 6


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Corriente mxima en cada pin: 40 mA

Memoria flash: 32 KB de los cuales se ocupan .5 KB para el bootloader

Memoria SRAM: 2 KB

Memoria EEPROM: 1 KB

Velocidad de reloj: 16 MHz

DISEO

DESARROLLOPara el desarrollo de esta prctica se declararon los siguientes pines para operacin de los

dispositivosPIN SERVOMOTOR1PIN SERVOMOTOR2PIN SERVOMOTOR3PIN SERVOMOTOR4GNDVCC


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Se realiz el siguiente cdigo en esta prctica se realizaron varias pruebas es por eso que hay tantocdigo en mismo cdigo se indica que es lo que se est desarrollando en cada lnea.


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Se trabaj con el Arduino UNO


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ALGORITMO Y CALCULOS PARA DH

Los pasos del algoritmo genrico para la obtencin de los parmetros DH se detallan acontinuacin:

1. Numerar los eslabones: se llamar 0 a la tierra, o base fija donde se

ancla el robot. 1 el primer eslabn mvil, etc.2. Numerar las articulaciones: La 1 ser el primer grado de libertad, y n

el ltimo.3. Localizar el eje de cada articulacin: Para pares de revolucin, ser el eje

de giro. Para prismticos ser el eje a lo largo del cual se mueve eleslabn.

4. Ejes Z: Empezamos a colocar los sistemas XYZ. Situamos los en losejes de las articulaciones i, con i=1,, n. Es decir, va sobre el eje de la

1 articulacin, va sobre el eje del 2 grado de libertad, etc.5. Sistema de coordenadas 0: Se sita el punto origen en cualquier punto a

lo largo de . La orientacin de e puede ser arbitraria, siempre

que se respete evidentemente que XYZ sea un sistema dextrgiro.6. Resto de sistemas: Para el resto de sistemas i=1,, N-1, colocar el punto

origen en la interseccin de con la normal comn a y . En casode cortarse los dos ejes Z, colocarlo en ese punto de corte. En caso de serparalelos, colocarlo en algn punto de la articulacin i+1.

7. Ejes X: Cada va en la direccin de la normal comn a y , en la

direccin de haca .8. Ejes Y: Una vez situados los ejes Z y X, los Y tienen su direcciones

determinadas por la restriccin de formar un XYZ dextrgiro.9. Sistema del extremo del robot: El n-simo sistema XYZ se coloca en el

extremo del robot (herramienta), con su eje Z paralelo a y X e Y encualquier direccin vlida.

10. ngulos teta: Cada es el ngulo desde hasta girandoalrededor de .

11. Distancias d: Cada es la distancia desde el sistema XYZ i-1 hasta la

interseccin de las normales comn de haca , a lo largo de12. Distancias a: Cada es la longitud de dicha norma comn.

13. ngulos alfa: ngulo que hay que rotar para llegar a , rotandoalrededor de .

14. Matrices individuales: Cada eslabn define una matriz de transformacin:


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15. Transformacin total: La matriz de transformacin total que relaciona

la base del robot con su herramienta es la encadenacin:

(Multiplicacin) detodas esas matrices:

Despus de analizar el algoritmo para la generacin de los clculos de Denavit Hartenberg, se

inicia con tomar las medidas del brazo en cada una de sus articulaciones como se ve a

continuacin en la imagen:

Se enumeran los eslabones y articulaciones de manera se pueda localizar el eje en cada

articulacion.

Utilizando la matriz individual para cada eslabon de tranformacion generamos, mediante la

siguiete matriz, las metrices de cada eslabon generando mediante el programa principal las

matrices para a1, a2 y a3 (eslabones a los cuales se les genera la matriz de transformacion)


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Mediante los siguientes clculos generaremos las matrices de transformacin para los eslabonesL1, L3 y L4.

T1=trotz(q1)*transl([0 0 0])*transl([0 0 8.5])*trotz(90,'deg');

T2=trotz(q2)*transl([8.5 0 0])*transl([0 0 0])*trotz(0);

T3=trotz(q3)*transl([9.5 0 0])*transl([0 0 0])*trotz(0);

Donde q1, q2 y q3 son valores asignados para la manipulacin de los grados.

Y finalmente generramos la matriz general del conjunto de las matrices, con el siguiente calculo:

T=T1*T2*T3;


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RESULTADOS


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CONCLUSIONES

En este proyecto aprendimos a como disear, construir y al mismo tiempo implementar un

brazo robtico 3R, en el cual trabajamos usando grados de libertad, articulaciones, y

momentos en cada una de ellas y se llevaron a cabo los clculos mediante el uso de Denavith

Hartenberg dando uso a las matrices de transformacin homognea de cada articulacin as

como la matriz general que conlleva cada matriz de cada articulacin, con esta informacin

obtenida podemos ver el comportamiento de nuestro brazo, ya que con el clculo obtenido

de la cinemtica directa, podemos ver el comportamiento del brazo 3R mediante, las

matrices de transformacin homognea utilizando los vectores de estado, y al mismo tiempo

observando el comportamiento de la grfica del brazo.

ENLACE DEL VIDEO

https://www.dropbox.com/sh/6uaaav4gwznrcb9/AABJn3cmc2cSpl1hc8-hbCAca?dl=0

FIRMA

BIBLIOGRAFA

Fundamentos de Robtica

Autor: Antonio Barrientos Cruz

https://www.youtube.com/watch?v=-611UD0a6dY
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