Brazo Robotico

DESARROLLO DE UN INSTRUMENTO VIRTUAL PARA EL CONTROL REMOTO DE UN BRAZO MANIPULADOR DE USO EDUCACIONAL
Tomás de Jesús Mateo Sanguino Dpto. de Ingeniería Electrónica, Sistemas Informáticos y Automática (DIESIA), Universidad de Huelva (UHU), Palos de la Frontera (Huelva), tomas.mateo@diesia.uhu.es Francisco José Aguilar Nieto DIESIA, UHU, Palos de la Frontera (Huelva),franciscojose.aguilar@alu.uhu.es Juan José Chica Barrera DIESIA, UHU, Palos de la Frontera (Huelva), juanjose.chica@alu.uhu.es Manuel Francisco Mola Mateos DIESIA, UHU, Palos de la Frontera (Huelva), manuelfrancisco.mola@alu.uhu.es. José Manuel Andújar Márquez DIESIA, UHU, Palos de la Frontera (Huelva), andujar@diesia.uhu.es

Resumen
(a) Este trabajo presenta el diseño, desarrollo e implementación de un instrumentovirtual que obtiene el modelo cinemático directo e inverso de un manipulador robótico de 5 DOF, orientado a prácticas con propósitos educacionales. El brazo forma parte de un proyecto educativo en marcha más amplio, formado por una plataforma móvil de propósito general llamada VANTER (acrónimo de «Vehículo Autónomo No Tripulado Especializado en Reconocimiento»), enfocado en el desarrollo de un prototiporobótico basado en sistemas estándares abiertos, que permita a estudiantes de grado y posgrado en Ingeniería, probar diferentes estrategias y tecnologías en el ámbito de la automática. El interés de este estudio radica en que permite, mediante una aplicación de control desarrollada para tales fines, determinar los límites físicos y el rango de operación que los estudiantes pueden usar paracontrolar de forma remota un brazo robótico de uso educacional. Palabras Clave: Instrumento Virtual, Vehículo Robótico, Brazo Manipulador de 5 DOF, Cinemática Directa, Cinemática Inversa, Prototipo Educacional. (b)

(c) (d)

Figura 1: La fotografía muestra el prototipo VANTER con el brazo manipulador Lynx6 incorporado (a). El sistema es controlado por una red de microcontroladores I2C (b). Sus 4ruedas motrices disponen de tracción y guiado independientes (c). Tanto el vehículo como el brazo pueden ser operados de forma remota mediante un enlace vía radio (d). trabajo radica en que permite determinar los límites físicos y el rango de operación que los estudiantes pueden usar para controlar de forma remota el brazo robótico. Como paso previo, se ha desarrollado una aplicación que obtiene elmodelo cinemático directo (FK) e inverso (IK) del brazo robótico. El paso final ha sido el desarrollo de un panel de control educativo fácil de manipular por medio de VIs desarrollados en LabView.

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INTRODUCCIÓN

Este artículo estudia el diseño, desarrollo e implementación de un instrumento virtual (VI en inglés) de control de un brazo robótico tipo Lynx6, como parte de un proyectoeducativo de robótica en marcha. El brazo manipulador ha sido elegido por su gran versatilidad y bajo coste. El interés de este

En la bibliografía hay disponibles un buen número de trabajos sobre el brazo robótico Lynx6. Los más sencillos usan una hoja de cálculo en Excel que permite crear una representación gráfica 2D del brazo, donde mediante ecuaciones algebraicas se obtienen los modelos FK e IK[11] y [15]. Una implementación más avanzada y realizada mediante software en C, se desarrolló para analizar la cinemática de este manipulador como solución aproximada mediante gráficos 2D [16]. Sin embargo, para estudiar otros brazos de robot de uso industrial (Scara, Puma 560-6R) hay una herramienta desarrollada en Matlab que permite definir modelos de trabajo con ecuaciones matemáticas [7].Proyectos que trabajan en otras áreas, resuelven el modelo cinemático del brazo Lynx6 con esta herramienta, pero están interesados en controlar el brazo de robot mediante análisis de imágenes basado en colores [17] u obtener la situación de objetos en el espacio 3D [9]. Una vez que el modelo cinemático se ha resuelto por medio del algoritmo correcto, el control del hardware es el siguiente paso...