Brazo manipulador para aplicaciones didácticas

Abstract

Tomando en cuenta que los brazos manipuladores son difíciles de adquirir, debido a su elevado costo, resulta atractiva la idea de desarrollar un brazo manipulador de tres grados de libertad capaz de seguir trayectorias previamente establecidas, es decir, programadas. Esto se logra empleando diferentes tipos de control tales como PI (Proporcional Integral) y PID (Proporcional Integral Derivativo) a fin de observar su comportamiento, las ventajas y desventajas de cada uno de los métodos empleados. Por supuesto, el brazo manipulador debe ser útil, económico, versátil y de fácil adquisición para cualquier institución educativa que esté interesada en las ramas de la ingeniería tales como: la mecánica, la programación, el control, la automatización o la electrónica. De esta manera el brazo manipulador puede ser utilizado en centros educativos y de investigación. A continuación se describe más detalladamente en que consiste el manipulador didáctico: En lo referente a la parte mecánica, el acoplamiento entre actuadores y uniones es a través de engranes con lo cual se alcanza un grado de precisión confiable, los actuadores serán motores de CD (corriente directa) combinados con electrónica de potencia. La etapa de control del manipulador brazo, se realizara mediante un microcontrolador. La computadora personal y el microcontrolador se encuentra conectados mediante comunicación serial, la PC lleva acabo el cálculo de la cinemática directa e inversa a fin de generar la trayectoria seleccionada, los datos son decodificados y procesados por el microcontrolador para realizar la etapa de control. El microcontrolador se encarga de enviar los datos, señales de control, así como los tiempos que se requieren para llevar acabo los diferentes tipos de control. La seguridad esta controlada mediante las señales que emiten los sensores de límite las cuales son introducidas al microcontrolador y éstas a su vez provocan las interrupciones. Por otra parte la medición de la posición y la velocidad se realiza utilizando encoders incrementales (codificadores de posición). La forma de comunicación entre el usuario y el robot se efectúa por medio de una interfaz grafica ejecutable en ambiente Windows desarrollada en lenguaje de programación C++.