Braç robòtic per a cadira de discapacitat tetraplègic

Abstract

En aquest projecte es realitza un estudi de les cinemàtiques, tant de posició com de moviment, d’un braç robòtic, juntament amb la construcció, programació i simulació d’aquest amb un seguit de plataformes i programaris. El braç amb el que es treballa, es qualifica com a prototip, ja que aquest disposa d’unes dimensions petites, en relació a com hauria de ser en cas d’implementar-se en un cadira de rodes per a discapacitats, com n’és la idea principal. Dins l’estudi de cinemàtiques, es fa èmfasi a la cinemàtica de posició, dins la qual es troba la cinemàtica directa i la cinemàtica inversa. Pel que fa a la cinemàtica directa, es demostra el seu funcionament a través de mètodes geomètrics i seguidament es verifica amb el mètode de Denavit-Hartenberg. Per altra banda, amb la cinemàtica inversa, es segueix la mateixa estructura començant pel mètode geomètric, però aquest cop seguit del mètode de les matrius homogènies. Posterior a aquest estudi, apareix l’estudi de cinemàtica de moviment, el qual és possible gràcies a la matriu Jacobiana del braç robòtic en qüestió. En aquest apartat s’explica detalladament com arribar a la forma final d’aquesta matriu i s’exposen processos posteriors possibles gràcies a l’ús d’aquesta. Aquest apartat forma part del postprojecte del treball. Pel que fa a la construcció, s’ha partit d’una placa de metacrilat, la qual ha estat tallada amb làser, per obtenir les diferents peces, que seguidament s’han acoblat amb un seguit de servomotors i s’han controlat mitjançant la programació d’una placa d’Arduino. Finalment també s’ha realitzat un procés de simulació amb Solidworks i un altre amb Matlab. Pel que fa referència al Matlab, s’han reproduït els estudis de cinemàtica a través de gràfics dinàmics que permeten verificar i entendre amb més claredat el comportament del braç. Per altra banda, a través de Solidworks s’ha dissenyat cada peça que forma el braç robòtic i s’ha reproduït el model en tres dimensions, per tal de simular situacions en que un discapacitat es pogués trobar el dia a dia fent ús d’aquest braç. A més a més, aquest model també serà útil per fer possible un estudi d’esforços a través del Mètode dels Elements Finits, el qual s’exposa com a part extraordinària al projecte