Usos y desusos de la inteligencia artificial en revistas científicas
Disbrazorobotdom
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PROYECTO TECNOLÓGICO:
BRAZO ROBOT DOMÉSTICO
________________________________
Autores: Ricardo Pérez de la Rosa, Sara Jaime
Cabeza de Vaca y Amanda García Pérez.
Curso: 4º ESO I.E.S. “Santiago Apóstol”
Profesor: Juan Fernández de Vega
C/ Ortega Muñoz, 30. 06200 Almendralejo (Badajoz)
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2. 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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3. ÍNDICE
ENCARGO DE TRABAJO.................................................................................2
OBJETO DEL PROYECTO................................................................................2
PLIEGO DE CONDICIONES.............................................................................2
DOCUMENTOS TÉCNICOS..............................................................................5
PLANOS..................................................................................................6-14
PARTES DEL OBJETO...................................................................................15
RELACIÓN DE HERRAMIENTAS Y MÁQUINAS...................................................15
PLAN DE SEGURIDAD...................................................................................16
NORMAS DE SEGURIDAD Y MANTENIMIENTO..................................................16
MEMORIA DESCRIPTIVA...............................................................................17
ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL..................................................17
CÁLCULOS ELÉCTRICOS...............................................................................18
CÁLCULOS MECÁNICOS................................................................................18
MEDICIONES: CÁLCULO DEL COSTE DEL MATERIAL.........................................19
PRESUPUESTO.............................................................................................20
PLANIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN: DIAGRAMA DE GANTT.........................21
DISTRIBUCIÓN DE TRABAJO Y RESPONSABILIDADES.......................................22
AUTOEVALUACIÓN.......................................................................................23
CONTROL DEL BRAZO ROBOT.......................................................................24.
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4. 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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5. 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)...............
3.2................................................................
3.4.................................................................
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...............................................................
5
15. 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:
Máquinas herramienta:
-Destornillador
-Taladradora
-Gato
-Sierra de calar
-Sierra de Marquetería
-Guillotina
-Lija
-Pistola de silicona
-Limadora
-Soldador
-Llave fija
-Fuente de alimentación
Instrumentos de medida:
Útiles de limpieza:
-Regla y escuadra
-Escoba
-Metro
-Cogedor
-Polímetro
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16. D.- PLAN DE SEGURIDAD:
Normas de Seguridad e Higiene en el
Taller:
Normas de seguridad y mantenimiento
de la pistola termofusible:
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 finalizar
4) Guardar los materiales en su sitio
5) Mantener los materiales en perfecto
estado.
6) No correr por el taller ni distraerse
7) Usar las protecciones adecuadas.
1)Cuidar que los cables no estén en mal
estado
2) No tocar el pegamento caliente
3) No usar la pistola cerca de líquidos
4)No tumbar la pistola mientras esté
caliente, ya que se puede averiar.
5)No distraer al que use la pistola
6) No abandonar el taller dejando la
pistola encendida
7)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 encendida
5)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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17. 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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18. F.- CÁLCULOS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS:
Corresponde a la lámina: 2.1 y 2.2
1. Esquema:
Zs= 4d/cm
Zm= 12 d
Vm= 200 rpm
2. Datos:
3. Cálculos:
4. Resultados:
Zs· Vs= Zm· Vm; Vs= (Zm·Vm) : Zs
4·Vs = 12· 200; Vs = (12· 200) : 4 = 600 cm/min
Corresponde a la lámina: 4.1
1. Esquema:
2. Datos:
3. Cálculos:
4. Resultados:
-Relé; Vnom= 6V
Iexc=0.08ª
Rint= 6
= 75Ω
0.08
-Circuito:
V=6V
I=0.35A
R=V/I =6/0.35= 17.14 Ω
G.- MEDICIONES: CÁLCULO DE LAS CANTIDADES DE MATERIAL.
20. H.- PRESUPUESTO:
Ref.
Cantidad
IES-5
0.15 m2
ALE100
Concepto
Precio/u.
Total
Aglomerado 19mm
3.91 €/m2
0.58€
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
20.88
Suma parcial
Pequeño material
---
12h·3
Mano de obra
5%
6€
1.044
216
Subtotal
237.9
I.V.A. 16%
38.06
TOTAL
275.96 €
I.- PLANIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN: DIAGRAMA DE GANTT.
21. Sesiones de trabajo:
Tareas constructivas:
1ª
1.-Dibujar las piezas: bases,
mástil, raíles....
x
2.-Cortar las bases, los raíles y
el mástil
3.-Colocar los raíles en la base
4.-Montaje del esquema eléctrico del
mecanismo de los raíles (finales de
carrera, conmutadores...)
5.-Montaje del mecanismo de
los raíles (piñón cremallera)
6.- Montaje del mecanismo del
pincel (piñón cremallera)
7.- Montaje eléctrico del mecanismo
del pincel (finales de carrera, fuente
de alimentación, conmutadores...)
8.-Perfeccionamiento del
proyecto
9.10.11.12.13.14.15.-
2ª
3ª
4ª
5ª
6ª
7ª
8ª
9ª
10ª 11ª
12ª 13ª
xxx
x
xx
x
xx
x
xx
14ª 15ª
22. 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:
23. 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
8.- Valora de 0 a 10 el trabajo de:
esperamos seguir con ese ritmo.
Muy fácil
Fácil
Normal
Difícil
Muy difícil
Muy interesante x El tuyo propio.
Interesante
x Normal
El de tus compañeros de
equipo.
Poco
interesante
Nada
El del profesor.
interesante
8
8
9
24. 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
