Brazo robot
Páginas: 27 (6709 palabras)
Publicado: 20 de febrero de 2012
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CAPÍTULO 2
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA MANO ROBÓTICA Y GUANTE SENSORIZADO
Una vez entendidos los conceptos básicos necesarios para la realización de este proyecto, en este capítulo se describe la construcción tanto del guante sensorizado como de la mano robótica, así como todo el hardware necesario para realizar las tareas de control.
En un inicio se trató de construir sensoresfotoeléctricos basados en la percepción de una fuente luminosa constante a través de un ducto elástico, con un LED en un extremo y una foto resistencia en el otro, pero, la implementación física en el guante era muy difícil e incómoda debido principalmente al espacio reducido que se tiene. Por lo tanto, se procedió a utilizar otro método mediante sensores infrarrojos de reflexión utilizados comúnmenteen robots seguidores de línea. Su reducido tamaño y sencillez de acondicionamiento fueron factores claves para su selección.
Se utilizó conceptos muy generales en cuanto al diseño de la parte mecánica de la mano robótica, debido a que este proyecto está enfocado principalmente a las tareas y algoritmos de control de la misma.
Para el diseño de la mano robótica se tomó como punto dereferencia a la mano humana tomando en cuenta los siguientes conceptos.
Debe ser auto-contenida; esto es, que la mano sea una pieza independiente. Debido a ello no posee tendones o elementos de transmisión externos a la propia mano. Además debe ser antropomorfa; esto es, debe tener la apariencia de una mano humana, se buscó un diseño con características antropomorfas. Por último las dimensiones debenser lo más cercanas posibles a las de una mano humana.
26 Tomando en cuenta todos estos aspectos se procede a describir el diseño y la construcción de todo el hardware utilizado.
2.1
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL GUANTE SENSORIZADO
2.1.1 ARQUITECTURA DEL SISTEMA
El guante sensorizado es un elemento provisto con sensores fotoeléctricos, los cuales determinan la posición de lasarticulaciones de cada dedo de una mano diestra. Las señales de los sensores son acondicionadas, procesadas y transmitidas a través de una interface RS-232 cuando la etapa de control lo requiera.
El hardware está formado por un guante diestro flexible, sobre el cual son montados estratégicamente los sensores fotoeléctricos. Son en total 15 sensores fotoeléctricos cuya salida acondicionada es un valoranalógico y el elemento de control, del cual se tratará posteriormente, posee 5 entradas para la conversión A/D (analógica-digital); por ello fue necesario incluir una etapa de selección de datos, con ello, mediante un barrido de lectura de los sensores, una de las 15 entradas es conectada a una única entrada analógica del elemento de control para su conversión A/D.
Una vez digitalizados los datosestos son procesados, almacenados y actualizados continuamente para ser transmitidos a través de una Interfase RS232 cuando la etapa de control de la mano robótica los requiera.
En la Figura 2.1 se muestra un diagrama con la arquitectura del guante sensorizado.
27
Figura 2.1 Arquitectura del guante sensorizado
2.1.2 GUANTE
Para el desarrollo del guante sensorizado se utilizó unguante diestro de la marca MerchPro modelo Wells Lamont #7707M, el cual está confeccionado con 60% de nylon y 40% de poliuretano en la palma; y, 96% de poliéster y 4% de Spandex en el dorso. Se eligió este tipo de guante debido a la flexibilidad que se requiere. Este guante se lo puede observar en la Figura 2.2.
Figura 2.2 Guante utilizado
28 2.1.3 DISEÑO DEL DISPOSITIVO FOTOELÉCTRICO SENSOREl dispositivo fotoeléctrico sensor consta de un emisor-receptor de luz y un ducto elástico. 2.1.3.1 EMISOR-RECEPTOR DE LUZ
Se utilizó como dispositivo fotoeléctrico emisor-receptor de luz al circuito integrado SG2BC, el cual es un sensor óptico reflectivo; es decir, presenta una variación en su señal de salida por la menor o mayor reflexión de luz infrarroja emitida por una fuente de luz...
CAPÍTULO 2
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA MANO ROBÓTICA Y GUANTE SENSORIZADO
Una vez entendidos los conceptos básicos necesarios para la realización de este proyecto, en este capítulo se describe la construcción tanto del guante sensorizado como de la mano robótica, así como todo el hardware necesario para realizar las tareas de control.
En un inicio se trató de construir sensoresfotoeléctricos basados en la percepción de una fuente luminosa constante a través de un ducto elástico, con un LED en un extremo y una foto resistencia en el otro, pero, la implementación física en el guante era muy difícil e incómoda debido principalmente al espacio reducido que se tiene. Por lo tanto, se procedió a utilizar otro método mediante sensores infrarrojos de reflexión utilizados comúnmenteen robots seguidores de línea. Su reducido tamaño y sencillez de acondicionamiento fueron factores claves para su selección.
Se utilizó conceptos muy generales en cuanto al diseño de la parte mecánica de la mano robótica, debido a que este proyecto está enfocado principalmente a las tareas y algoritmos de control de la misma.
Para el diseño de la mano robótica se tomó como punto dereferencia a la mano humana tomando en cuenta los siguientes conceptos.
Debe ser auto-contenida; esto es, que la mano sea una pieza independiente. Debido a ello no posee tendones o elementos de transmisión externos a la propia mano. Además debe ser antropomorfa; esto es, debe tener la apariencia de una mano humana, se buscó un diseño con características antropomorfas. Por último las dimensiones debenser lo más cercanas posibles a las de una mano humana.
26 Tomando en cuenta todos estos aspectos se procede a describir el diseño y la construcción de todo el hardware utilizado.
2.1
DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL GUANTE SENSORIZADO
2.1.1 ARQUITECTURA DEL SISTEMA
El guante sensorizado es un elemento provisto con sensores fotoeléctricos, los cuales determinan la posición de lasarticulaciones de cada dedo de una mano diestra. Las señales de los sensores son acondicionadas, procesadas y transmitidas a través de una interface RS-232 cuando la etapa de control lo requiera.
El hardware está formado por un guante diestro flexible, sobre el cual son montados estratégicamente los sensores fotoeléctricos. Son en total 15 sensores fotoeléctricos cuya salida acondicionada es un valoranalógico y el elemento de control, del cual se tratará posteriormente, posee 5 entradas para la conversión A/D (analógica-digital); por ello fue necesario incluir una etapa de selección de datos, con ello, mediante un barrido de lectura de los sensores, una de las 15 entradas es conectada a una única entrada analógica del elemento de control para su conversión A/D.
Una vez digitalizados los datosestos son procesados, almacenados y actualizados continuamente para ser transmitidos a través de una Interfase RS232 cuando la etapa de control de la mano robótica los requiera.
En la Figura 2.1 se muestra un diagrama con la arquitectura del guante sensorizado.
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Figura 2.1 Arquitectura del guante sensorizado
2.1.2 GUANTE
Para el desarrollo del guante sensorizado se utilizó unguante diestro de la marca MerchPro modelo Wells Lamont #7707M, el cual está confeccionado con 60% de nylon y 40% de poliuretano en la palma; y, 96% de poliéster y 4% de Spandex en el dorso. Se eligió este tipo de guante debido a la flexibilidad que se requiere. Este guante se lo puede observar en la Figura 2.2.
Figura 2.2 Guante utilizado
28 2.1.3 DISEÑO DEL DISPOSITIVO FOTOELÉCTRICO SENSOREl dispositivo fotoeléctrico sensor consta de un emisor-receptor de luz y un ducto elástico. 2.1.3.1 EMISOR-RECEPTOR DE LUZ
Se utilizó como dispositivo fotoeléctrico emisor-receptor de luz al circuito integrado SG2BC, el cual es un sensor óptico reflectivo; es decir, presenta una variación en su señal de salida por la menor o mayor reflexión de luz infrarroja emitida por una fuente de luz...
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