Construcción y programación del control de un brazo mecánico con STM32

Abstract

Aquest document recull el procés de disseny, construcció i programació d’un braç mecànic de sis eixos de llibertat mitjançant un microprocessador de 32 bytes, per realitzar la seva lògica de control, i una APP (Aplicació informàtica), pel seu control remot. Amb aquest objectiu s’ha realitzar estudis sobre el control de motors de continua amb encoder incrementals, la capacitat de càrrega dels motors sobre l’estructura, les equacions del moviment dinàmics i cinemàtic del robot i les bases de programació d’una APP en l’entorn d’Unity amb C#. El prototip final dissenyat s’ha realitzat sobre una estructura d’open source d’Autodesk, i s’ha imprès mitjançant una impressora 3D a més, a aquesta estructura se li ha afegit una pinça pneumàtica com a element terminal. El sistema es controla mitjançant una APP compatible amb els sistemes operatius d’Android i IOS, presents a la majoria dels dispositius mòbils. Mitjançant aquesta APP, es pot moure el robot eix a eix, o donar-li indicant la posició desitjada del element terminal, es a dir, la pinça, mitjançant comunicació Bluetooth. Finalment, s’han elaborat estudis econòmics y mediambientals.

Este documento recoge el proceso de diseño, construcción y programación de un brazo mecánico de seis ejes de libertad mediante un microprocesador de 32 bytes, oara realizar su lógica de control, y una APP (Aplicación informática), para su control remoto. Con este objetivo se han realizado estudios sobre el control de motores de continua con encoders incrementales, la capacidad de carga de los motores sobre la estructura, las ecuaciones del movimiento dinámicos y cinemático del robot y las bases de programación de una APP en el entorno de Unity mediante C#. El prototipo final diseñado se ha realizado sobre una estructura open source de Autodesk, y se ha impreso con una impresora 3D, además, a esta estructura se le ha añadido una pinza neumática como elemento terminal. El sistema se controla mediante una APP compatible con los sistemas operativos de Android y IOS, presentes en la mayoría de los dispositivos móviles. Mediante esta APP, se puede mover el robot eje a eje, o indicarle la posición deseada del elemento terminal, es decir, la pinza, mediante comunicación Bluetooth. Finalmente, se han elaborado estudios económicos y medioambientales.

This document covers the process of designing, constructing and programming a six-axis mechanical arm using a 32-byte microprocessor, for its logic control, and an APP (Application), for its remote control. To this end, studies have been carried out on the control of continuous motors with incremental encoders, the load capacity of the motors on the structure, the equations of the dynamic and kinematic movement of the robot and the programming bases of an APP in the Unity environment with C#. The final prototype designed was made on an open source mechanical structure from Autodesk, and was printed using a 3D printer, in addition to this structure a pneumatic clamp was added as a terminal element. The system is controlled by an APP compatible with Android and iOS operating systems, present in most mobile devices. Using this APP, you can move the robot axis to axis, or give it by indicating the desired position of the terminal element, the clamp, via Bluetooth communication. Finally, economic and environmental studies have been carried out on the prototype.