brazo-robot con matlab
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7/26/2019 BRAZO-ROBOT con matlab
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Centro de Enseanza Tcnica Industrial.
Plantel Colomos
Proyecto
Brazo Robot manipulado por MATLAB y controlado por ARDUINO.
Materia:Robtica
Carrera: Ingeniera Mecatrnica
Clave de materia: IA-23
Profesor: Noel Marcial Vzquez Sojo.
Grupo: 7F
Priscilla Virginia Andrade Domnguez.
Omar de la Cruz Arciniega
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Fecha de entrega: Martes 7 Junio del 2016
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ndiceTABLA DE CONTENIDO
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................................................3
CARACTERSTICAS DEL BRAZO MANIPULADOR .............................................................................3
DISPOSITIVOS ...................................................................................................................................3
DISEO ..............................................................................................................................................4
DESARROLLO .....................................................................................................................................4
ALGORITMO Y CALCULOS PARA DH ................................................................................................7
CONCLUSIONES ...............................................................................................................................13
ENLACE DEL VIDEO .........................................................................................................................13
FIRMA ..............................................................................................................................................13
BIBLIOGRAFA .................................................................................................................................13
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El objetivo de este proyecto es disear, construir e implementar un brazo manipulador robticocon las caractersticas listadas en el siguiente apartado y que cumpla con las consideraciones quems abajo se aborda, as como con el procedimiento a evaluar.
CARACTERSTICAS DEL BRAZO MANIPULADOR
Robot angular de tres grados de libertad rotacionales (3R)
Circuitera del robot en PCB
Los sensores de posicin angular informan a la unidad de control de la posicin de cada
articulacin con un error no mayor a 5 grados.
La articulacin de la base tiene un movimiento 0 360 0 Las articulaciones 2 y 3 tienen un movimiento 0 180 0
DISPOSITIVOS
Servomotor Micro Servomotor Tower Pro SG90.CaractersticasModelo del producto: Tower Pro SG90
Torque: 1.8 kg-cm
Velocidad: 0.10 s/60
Rango de rotacin: 180
Peso: 9 g
Dimensiones: 21.5 x 11.7 x 25.1 mm
Tipo de engranaje: Plstico
Tipo de conector: Hembra
Modulacin: Analgica
Periodo: 20 ms
Voltaje: 4.86 v
Ancho pulso: 1.02.5 msArduino UNOCaractersticas
Modelo del producto: MG995
Microcontrolador ATmega328
Voltaje de trabajo: 5V
Voltaje de entrada recomendado: 7-12V
Voltaje de entrada mnimo: 6
Voltaje de entrada mximo: 20V
Pines de entrada/salida digitales: 14 (6 de los cuales pueden ser salidas de PWM.
Pines de entradas analgica: 6
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Corriente mxima en cada pin: 40 mA
Memoria flash: 32 KB de los cuales se ocupan .5 KB para el bootloader
Memoria SRAM: 2 KB
Memoria EEPROM: 1 KB
Velocidad de reloj: 16 MHz
DISEO
DESARROLLOPara el desarrollo de esta prctica se declararon los siguientes pines para operacin de los
dispositivosPIN SERVOMOTOR1PIN SERVOMOTOR2PIN SERVOMOTOR3PIN SERVOMOTOR4GNDVCC
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Se realiz el siguiente cdigo en esta prctica se realizaron varias pruebas es por eso que hay tantocdigo en mismo cdigo se indica que es lo que se est desarrollando en cada lnea.
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Se trabaj con el Arduino UNO
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ALGORITMO Y CALCULOS PARA DH
Los pasos del algoritmo genrico para la obtencin de los parmetros DH se detallan acontinuacin:
1. Numerar los eslabones: se llamar 0 a la tierra, o base fija donde se
ancla el robot. 1 el primer eslabn mvil, etc.2. Numerar las articulaciones: La 1 ser el primer grado de libertad, y n
el ltimo.3. Localizar el eje de cada articulacin: Para pares de revolucin, ser el eje
de giro. Para prismticos ser el eje a lo largo del cual se mueve eleslabn.
4. Ejes Z: Empezamos a colocar los sistemas XYZ. Situamos los en losejes de las articulaciones i, con i=1,, n. Es decir, va sobre el eje de la
1 articulacin, va sobre el eje del 2 grado de libertad, etc.5. Sistema de coordenadas 0: Se sita el punto origen en cualquier punto a
lo largo de . La orientacin de e puede ser arbitraria, siempre
que se respete evidentemente que XYZ sea un sistema dextrgiro.6. Resto de sistemas: Para el resto de sistemas i=1,, N-1, colocar el punto
origen en la interseccin de con la normal comn a y . En casode cortarse los dos ejes Z, colocarlo en ese punto de corte. En caso de serparalelos, colocarlo en algn punto de la articulacin i+1.
7. Ejes X: Cada va en la direccin de la normal comn a y , en la
direccin de haca .8. Ejes Y: Una vez situados los ejes Z y X, los Y tienen su direcciones
determinadas por la restriccin de formar un XYZ dextrgiro.9. Sistema del extremo del robot: El n-simo sistema XYZ se coloca en el
extremo del robot (herramienta), con su eje Z paralelo a y X e Y encualquier direccin vlida.
10. ngulos teta: Cada es el ngulo desde hasta girandoalrededor de .
11. Distancias d: Cada es la distancia desde el sistema XYZ i-1 hasta la
interseccin de las normales comn de haca , a lo largo de12. Distancias a: Cada es la longitud de dicha norma comn.
13. ngulos alfa: ngulo que hay que rotar para llegar a , rotandoalrededor de .
14. Matrices individuales: Cada eslabn define una matriz de transformacin:
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15. Transformacin total: La matriz de transformacin total que relaciona
la base del robot con su herramienta es la encadenacin:
(Multiplicacin) detodas esas matrices:
Despus de analizar el algoritmo para la generacin de los clculos de Denavit Hartenberg, se
inicia con tomar las medidas del brazo en cada una de sus articulaciones como se ve a
continuacin en la imagen:
Se enumeran los eslabones y articulaciones de manera se pueda localizar el eje en cada
articulacion.
Utilizando la matriz individual para cada eslabon de tranformacion generamos, mediante la
siguiete matriz, las metrices de cada eslabon generando mediante el programa principal las
matrices para a1, a2 y a3 (eslabones a los cuales se les genera la matriz de transformacion)
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Mediante los siguientes clculos generaremos las matrices de transformacin para los eslabonesL1, L3 y L4.
T1=trotz(q1)*transl([0 0 0])*transl([0 0 8.5])*trotz(90,'deg');
T2=trotz(q2)*transl([8.5 0 0])*transl([0 0 0])*trotz(0);
T3=trotz(q3)*transl([9.5 0 0])*transl([0 0 0])*trotz(0);
Donde q1, q2 y q3 son valores asignados para la manipulacin de los grados.
Y finalmente generramos la matriz general del conjunto de las matrices, con el siguiente calculo:
T=T1*T2*T3;
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RESULTADOS
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CONCLUSIONES
En este proyecto aprendimos a como disear, construir y al mismo tiempo implementar un
brazo robtico 3R, en el cual trabajamos usando grados de libertad, articulaciones, y
momentos en cada una de ellas y se llevaron a cabo los clculos mediante el uso de Denavith
Hartenberg dando uso a las matrices de transformacin homognea de cada articulacin as
como la matriz general que conlleva cada matriz de cada articulacin, con esta informacin
obtenida podemos ver el comportamiento de nuestro brazo, ya que con el clculo obtenido
de la cinemtica directa, podemos ver el comportamiento del brazo 3R mediante, las
matrices de transformacin homognea utilizando los vectores de estado, y al mismo tiempo
observando el comportamiento de la grfica del brazo.
ENLACE DEL VIDEO
https://www.dropbox.com/sh/6uaaav4gwznrcb9/AABJn3cmc2cSpl1hc8-hbCAca?dl=0
FIRMA
BIBLIOGRAFA
Fundamentos de Robtica
Autor: Antonio Barrientos Cruz
https://www.youtube.com/watch?v=-611UD0a6dY
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