Dis Brazo Robot Dom

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PROYECTO TECNOLÓGICO:

BRAZO ROBOT DOMÉSTICO

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Autores: Ricardo Pérez de la Rosa, Sara JaimeCabeza de Vaca y Amanda García Pérez.Curso: 4º ESO I.E.S. “Santiago Apóstol”

Profesor: Juan Fernández de VegaC/ Ortega Muñoz, 30. 06200 Almendralejo (Badajoz)

INTRODUCCIÓN:

En este documento se presenta el proyecto técnico del brazo robot doméstico que estamos construyendo. La fase de diseño fue terminada a mediados de marzo y su documentación es lo que presentamos ahora. La fase de ejecución está siendo llevada a cabo actualmente en nuestro aula-taller.

Este proyecto ha sido propuesto por el profesor de tecnología, y sigue la línea de desarrollo de brazos robot domésticos de los años anteriores. El objetivo es diseñar prototipos de ayudas técnicas que puedan ser utilizadas por personas enfermas o con discapacidad. Les informamos que las fotos que incluimos son de proyectos similares, ya que el de el diseño que aquí se presenta está en construcción. Para más información pueden visitar la página del departamento de tecnología del centro: http://www.santiagoapostol.net/tecnologia/Y la página de los brazos robot diseñados y construidos en cursos anteriores.http://www.santiagoapostol.net/tecnologia/proyectos/webrobotflash/robot1.htm

DESCRIPCIÓN:

En este documento describiremos el proyecto hablando de varios aspectos: mostraremos distintas láminas con sus partes y sus cálculos, mostraremos un presupuesto aproximado, una relación con las herramientas usadas y de sus respectivas normas de seguridad; también describiremos su impacto social, entre otros.

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http://www.santiagoapostol.net/tecnologia/proyectos/webrobotflash/robot1.htm

http://www.santiagoapostol.net/tecnologia/

ÍNDICE

ENCARGO DE TRABAJO.................................................................................2 OBJETO DEL PROYECTO................................................................................2PLIEGO DE CONDICIONES.............................................................................2DOCUMENTOS TÉCNICOS..............................................................................5PLANOS..................................................................................................6-14 PARTES DEL OBJETO...................................................................................15 RELACIÓN DE HERRAMIENTAS Y MÁQUINAS...................................................15PLAN DE SEGURIDAD...................................................................................16

NORMAS DE SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO..................................................16MEMORIA DESCRIPTIVA...............................................................................17 ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL..................................................17CÁLCULOS ELÉCTRICOS...............................................................................18 CÁLCULOS MECÁNICOS................................................................................18

MEDICIONES: CÁLCULO DEL COSTE DEL MATERIAL.........................................19 PRESUPUESTO.............................................................................................20PLANIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN: DIAGRAMA DE GANTT.........................21DISTRIBUCIÓN DE TRABAJO Y RESPONSABILIDADES.......................................22AUTOEVALUACIÓN.......................................................................................23CONTROL DEL BRAZO ROBOT.......................................................................24.

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OBJETO DEL PROYECTO :

-Diseñar y construir un prototipo de un brazo robot que explore las posibilidades de su utilización para resolver tareas cotidianas en el hogar, para la ayuda de personas con dificultad de movimiento.

PLIEGO DE CONDICIONES:

1. Realizar un prototipo a escala, con un volumen máximo de 400x600x500 mm. 2.Se podrán utilizar materiales fáciles de mecanizar, aunque no sean los más idóneos para su producción definitiva.3.El movimiento incluirá entre dos y tres grados de libertad.4. El movimiento lo aportarán motores de corriente continua.5. La alimentación será de 2 a 6 voltios mediante fuentes de alimentación.6. El movimiento se transformará con los mecanismos y reductoras vistos en clase.7. El brazo del robot tendrá una finalidad libre.8. Se considera que este es un proyecto de investigación: lo que prima es explorar ideas que una vez depuradas encuentren su utilización en la práctica.

9. Se valorará la inclusión de componentes y circuitos vistos en clase.

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A.- ÍNDICE DE PLANOS:

1.- BOCETOS Y CROQUIS DE CONJUNTO.

1.1 Vista del brazo robot............. 1.3.................................................................

1.2................................................................ 1.4.................................................................

2.- PLANOS DE LA ESTRUCTURA Y LOS MECANISMOS.

2.1 Mecanismo del pincel..................... 2.4.................................................................

2.2 Mecanismo de la base........................ 2.5.................................................................

2.3................................................................ 2.6.................................................................

3.- ESQUEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS.

3.1 Esquema eléctrico (x2)............... 3.4.................................................................

3.2................................................................ 3.5.................................................................

4.- PLANOS VARIOS (despiece, vistas acotadas, detalles ...).

4.1 Despiece.................................... 4.6.................................................................

4.2. Vistas acotadas..................... 4.7.................................................................

4.3................................................................ 4.8.................................................................

4.4................................................................ 4.9.................................................................

4.5................................................................ 4.10...............................................................

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Dibujado S.Jaime 2/02/07Comprobado

I.E.S. Santiago Apóstol

Escala Brazo robot-vista de conjunto Lámina nº 1.1

Curso: Nº:

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Dibujado A.García 2/02/07Comprobado


Escala Brazo robot-Mecanismos del pincel y la base Lámina nº 2.1 y 2.2

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Dibujado R.Pérez 2/02/07Comprobado


Escala Brazo robot-esquemas eléctricos y de montaje Lámina nº 3.1

Curso: Nº:

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Dibujado S.Jaime 2/02/07Comprobado


Escala Brazo robot-despiece Lámina nº 4.1

Curso: 4º Nº:

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Dibujado R.Pérez 2/02/07Comprobado


Escala Brazo robot- Vistas acotadas Lámina nº4.2

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B.- PARTES QUE COMPONEN EL OBJETO:

1ª.- Base de madera ......................................................................................................................................................................................

2ª. Mecanismo de movimiento (guías) ......................................................................................................................................................................................

3ª. Mástil-......................................................................................................................................................................................

4ª.Base pequeña en la que va montada el mástil-......................................................................................................................................................................................

5ª.Raíles-......................................................................................................................................................................................

C.- RELACIÓN DE HERRAMIENTAS Y MÁQUINAS A UTILIZAR:

Herramientas de fabricación:

-Destornillador

-Gato

-Sierra de Marquetería

-Lija

-Limadora

-Llave fija

Máquinas herramienta:

-Taladradora

-Sierra de calar

-Guillotina

-Pistola de silicona

-Soldador

-Fuente de alimentación

Instrumentos de medida:

-Regla y escuadra

-Metro

-Polímetro

Útiles de limpieza:

-Escoba

-Cogedor

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D.- PLAN DE SEGURIDAD:

Normas de Seguridad e Higiene en elTaller:

1)Mantener ordenado y limpio el taller al finalizar la clase. 2)Cuidar que las herramientas se coloquen en su lugar. 3) Subir los taburetes al finalizar4) Guardar los materiales en su sitio5) Mantener los materiales en perfecto estado.6) No correr por el taller ni distraerse7) Usar las protecciones adecuadas.

Normas de seguridad y mantenimiento de la pistola termofusible:

1)Cuidar que los cables no estén en mal estado2) No tocar el pegamento caliente3) No usar la pistola cerca de líquidos4)No tumbar la pistola mientras esté caliente, ya que se puede averiar. 5)No distraer al que use la pistola6) No abandonar el taller dejando la pistola encendida7)Una vez acabado el trabajo limpiar la pistola.

Normas de seguridad y mantenimiento de la sierra de calar:

1) Comprobar que la hoja no encuentra ningún obstáculo.2)No poner los dedos delante de la hoja. 3)No llevar nada suelto que se pueda enganchar. 4)No abandonar el taller dejando la sierra encendida5)Usar las protecciones adecuadas.6)No sacar la cuchilla de la ranura hasta que se detenga. 7)Limpiar la sierra al finalizar.

Normas de seguridad y mantenimiento de la taladradora fija:

1)No llevar nada suelto que se pueda enganchar.2)No tocar la pieza inmediatamente. 3)Usar las gafas de protección.4)Cuando se limpie soplando no respirar el polvo resultante 5) Una vez desconectada dejar que la broca pare sola. 6)En caso de que se enganche la broca desconectarla y desanclar la pieza. 7)Limpiar la taladradora cuando se haya terminado de usar.

Normas de seguridad y mantenimiento del soldador:

1)No tocar la punta del soldador cuando esté caliente.2)Colocar el soldador en el soporte correspondiente. 3)Limpiar la punta del soldador regularmente. 4) Preestañar las piezas antes de soldar. 5)Antes de recoger dejar enfriar el soldador. 6)No tocar el aparato con las manos mojadas. 7)No distraer a la persona que esté soldando

Elementos de protección individual:

1)Gafas

2)Guantes

3)Bata

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E.-MEMORIA:

Nuestro robot es un robot-pincel, es decir, es un brazo robot que consta en su extremo de un pincel que puede dibujar en todas direcciones gracias a los mecanismos que hemos puesto: Dos sistemas de piñón-cremallera, uno colocado en el mástil, que realiza el movimiento vertical, y otro en una pequeña base enganchado a la mayor, que realiza el movimiento horizontal. Lleva cuatro finales de carrera, dos en cada mecanismo, para poder así finalizar el movimiento y cambiar el sentido, invirtiendo la polaridad.Las partes principales del proyecto son:

-La base. Esta base se mueve horizontalmente, gracias a unos raíles en los que van conectado un sistema piñón cremallera.

-El mástil. En dicho mástil está situado un sistema de piñón-cremallera al que va conectado el pincel.

-La base principal, que es el soporte del proyecto.

El brazo robot lleva dos circuitos (descritos más adelante) que controlados con conmutadores. Este brazo podría controlarse por ordenador, controlándolo con un relé.

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL

Nuestro brazo robot tiene como objetivo ayudar a personas discapacitadas a poder escribir, pero no sólo podría tener dicha finalidad, ya que podría utilizarse para uso industrial y científico.Esto se podría conseguir gracias a una mejora: su automatización, lo que supondría una mejora para el rendimiento.El brazo, por supuesto, no es contaminante, y resulta óptimo para su uso por su poco consumo de energía eléctrica.

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F.- CÁLCULOS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS:

Corresponde a la lámina: 2.1 y 2.2

1. Esquema: 2. Datos: 3. Cálculos: 4. Resultados:

Zs= 4d/cm Zs· Vs= Zm· Vm; Vs= (Zm·Vm) : Zs Zm= 12 d 4·Vs = 12· 200; Vs = (12· 200) : 4 = 600 cm/min Vm= 200 rpm

Corresponde a la lámina: 4.1

1. Esquema: 2. Datos: 3. Cálculos: 4. Resultados:

G.- MEDICIONES: CÁLCULO DE LAS CANTIDADES DE MATERIAL.

-Relé; Vnom= 6VIexc=0.08ªRint= 6 = 75Ω 0.08

-Circuito:V=6VI=0.35AR=V/I =6/0.35= 17.14 Ω

Pieza: Base principalMaterial: Aglomerado Lámina: 4.11.Croquis: 2.Datos: 3.Cálculos: 4.Cambio unidades:

S= b·h= 500·300 =150000mm2=0.15m2

300

500

Pieza: Base pequeñaMaterial: OkumenLámina: 4.11.Croquis: 2.Datos: 3.Cálculos: 4.Cambio unidades:

100 S= b·h = 200·100= 20000mm2 = 0.02m2

200

Pieza: MástilMaterial: AglomeradoLámina: 4.11.Croquis: 2.Datos: 3.Cálculos: 4.Cambio unidades:

300 S= b·h= 100·300= 30000mm2=0.03m2

100

H.- PRESUPUESTO:

Ref. Cantidad Concepto Precio/u. Total

IES-5 0.15 m2 Aglomerado 19mm 3.91 €/m2 0.58€

ALE100 2 Rueda dentada 12 dientes 0.35€ 0.7€

IES-51 2 Cremallera 0.75€ 1.5€

IES-19 0.02m2 Okumen contrachapado 5 mm 4.75€/m2 0.09€

IES-43 3 Listón de madera de pino 20·25 0.75€ 2.25€

ALE08 2 Motor con reductora 1:23 4€ 8€

ALE606 4 Microinterruptores “DIP” 1.4€ 5.6€

ALE608 2 Conmutador doble 0.5€ 1€

ALE615 2 Ejes M4 0.08€ 0.16€

Reciclados: Riel de cortina - -

- -

- -

Suma parcial 20.88

Pequeño material 5 % 1.044

--- 12h·3 Mano de obra 6€ 216

Subtotal 237.9

I.V.A. 16% 38.06

TOTAL 275.96 €

I.- PLANIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN: DIAGRAMA DE GANTT.

Sesiones de trabajo:Tareas constructivas: 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª 12ª 13ª 14ª 15ª

1.-Dibujar las piezas: bases, mástil, raíles.... x2.-Cortar las bases, los raíles y el mástil xxx3.-Colocar los raíles en la base x4.-Montaje del esquema eléctrico del mecanismo de los raíles (finales de carrera, conmutadores...)

xx5.-Montaje del mecanismo de los raíles (piñón cremallera) x6.- Montaje del mecanismo del pincel (piñón cremallera) xx7.- Montaje eléctrico del mecanismo del pincel (finales de carrera, fuente de alimentación, conmutadores...)

x8.-Perfeccionamiento del proyecto xx9.-

10.-

11.-

12.-

13.-

14.-

15.-

J.- DISTRIBUCIÓN DEL TRABAJO Y RESPONSABILIDADES:

Cargos dentro del equipo o división empresarial:

Secretario: Sara Jaime Cabeza de Vaca

Portavoz: Antonio Ricardo Pérez de la Rosa

Limpieza: Sara Jaime Cabeza de Vaca

Materiales: Antonio Ricardo Pérez de la Rosa

Herramientas: Amanda García Pérez

Mesa: Amanda García Pérez

Cargos dentro de la empresa:

O.- AUTOEVALUACIÓN:

1.- ¿Ha funcionado bien el grupo? ¿Por qué?

Sí, creemos que ha funcionado porque fue una decisión voluntaria, ya que si el grupo está formado por personas entre las que hay buena relación, como es el caso, el grupo funciona mejor, y todo es mucho más fácil, debido a que hay confianza y mejor ambiente de trabajo.

2.- ¿Veis posibilidades de mejorar el prototipo? ¿Cómo?

Podría mejorarse consiguiendo automatizarlo y, por supuesto, mejorando sus materiales, ya que nuestro prototipo está hecho con madera, un material muy fácil de mecanizar, aunque se podría hacer con plástico o chapa, pero sería más lento y complicado el proceso.

3.- ¿Qué dificultades habéis encontrado en el proceso? ¿Cómo las habéis superado?

La mayor dificultad ha sido el cálculo de mecanismos, pero sobre todo, encontrar la idea, ya que después, todo es más fácil de situar y de aportar soluciones. Los mecanismos los pudimos encontrar porque los habíamos dado en clase, junto a los cálculos.

4.- ¿Cumple el prototipo todas las condiciones dadas? Explica cuáles no cumple y por qué.

El diseño cumple todas las condiciones indicadas, no hemos encontrado ninguna que no se haya cumplido.

5.- ¿Has cumplido las normas de seguridad? En caso negativo explica el porqué.Aunque el proyecto está en construcción, durante el tiempo que llevamos en el

taller se están cumpliendo todas, y esperamos seguir con ese ritmo.

Muy fácil Muy interesante x El tuyo propio. 8Fácil InteresanteNormal x Normal El de tus compañeros de

equipo.8

Difícil Poco interesante

Muy difícil Nada interesante

El del profesor. 9

8.- Valora de 0 a 10 el trabajo de:

P. CONTROL DEL BRAZO ROBOT.

Para controlar el brazo robot utilizaremos las tarjetas de relés que aprendimos a usar en la primera evaluación con un cruce de semáforos. El sistema de programación utilizado se describe en:

http://tecnodivers.homelinux.com/control/index.htm

http://tecnodivers.homelinux.com/control/index.htm

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