Diseño e implementación de un sistema de control para la representación gráfica a partir de imágenes
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Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2016-09-05
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Abstract
En este trabajo Fin de Máster se pretende construír un robot que sea capaz de dibujar en una pizarra, a través de un rotulador situado en su actuador, realizando una representación de una imagen digital que se recibe como argumento de entrada. Para ello se empleará un robot delta, que es un tipo de robot paralelo de gran aplicación en la industria y en la impresión 3D. Un robot delta consta de tres cadenas cinemáticas iguales que unen dos bases, una fija (que da soporte a la estructura completa dle robot) y otra móvil (que hará de actuador). Estos robots tienen una estructura polar en la diposición de sus brazos, con un distancia angular de 120o entre todos ellos, que le otorga una simetría muy particular y muy útil a la hora de realizar cálculos para hallar la posición de sus articulaciones. Se analizarán en este documento, por tanto, las cinemáticas directa e inversa, de este tipo de robots y se hará uso de ella durante el diseño del robot y de su control. Será necesario, en consecuencia, diseñar mecánicamente un robot y llevar a cabo su fabricación y su montaje. Para crear el robot se optará por diseñar y fabricar gran parte de las piezas a través de la impresión 3D, mientras que los demás componentes seleccionados serán elementos reutilizados y tres motores paso a paso con sus tres controladoras correspondientes cuya elección se justificará convenientemente para acabar describiendo el montaje del robot, consiguiendo así un diseño económico, modular y sencillo. También se pretende de forma paralela, diseñar un algoritmo que se encargue de generar la trayectoria del robot a partir de una imágen digital y diseñar el control del robot para convertir esta trayectoria en un movimiento real. Este control se realizará a través de una placa Arduino que se comunica con un ordenador gracias a ROS (Robot Operating System). El ordenador se encargará de generar las trayectoria en varios pasos: tratamiento de las imágenes digitales de entrada para poder extraer información de ellas, extracción de las curvas y trazos presentes en la imagen, generación
de la trayectoria que deberá seguir el actuador del robot y traducción de esta trayectoria a trenes de pulsos convenientemente sincronizados que se aplicarán a los motores paso a paso que se encargan de mover los tres brazos del robot delta. Arduino se encargará de ejecutar el movimiento, ordenando a las controladoras a través
de pulsos de control provocar el avance o retroceso en un paso de los motores que tienen conectados. El pequeño microcontrolador recibirá estos datos a través de mensajes de ROS y los ejecutará. Estos mismos mensajes serán utilizados para mover un modelo en URDF del robot y poder evaluar su movimiento durante el diseño del algoritmo de control y depués para ofrecer una visualización simultánea del movimiento del sistema real. Finalmente se mostrarán resultados reales, dibujos realizados por el robot de forma autónoma, y se discutirán sus virtudes y defectos, tratando de dar justificación a estos últimos para indicar posibles líneas futuras de mejora.
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA INDUSTRIAL (Pla 2014)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
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TFM_LRA_actualizado.pdf | 22,12Mb | Visualitza/Obre |