Hoy en día, casi cualquier entusiasta de la robótica puede construir un brazo robótico automatizado. Si bien es mejor dejar las soluciones robóticas para la fabricación, la medicina y el trabajo científico en manos de los profesionales, se puede construir algo pequeño para impresionar a tus amigos con los medios disponibles. ¿Quiere saber cómo crear un brazo robótico sencillo basado en el microcontrolador y los servomotores Arduino ? ¡Sigue leyendo!
Significado de la Tecnología
Un brazo robótico es un dispositivo mecánico automatizado controlado mediante un software especial instalado en un microcontrolador dedicado. Puede ser un dispositivo independiente o un elemento de un robot con apariencia humana. El funcionamiento de un dispositivo de este tipo depende del movimiento de las articulaciones: cada una puede tener de uno a tres grados de libertad. Por ejemplo, las articulaciones separadas pueden moverse tanto en dirección lineal con respecto a la base del brazo como en dirección rotacional.
Razones para Automatizar
Se pueden crear brazos robóticos para realizar tareas que un brazo humano tendría dificultades para realizar por sí solo. Puede sujetar y unir piezas separadas, soldar, llegar a zonas de difícil acceso, etc. En general, el objetivo principal de este tipo de dispositivos en robótica, que los científicos e inventores llevan años consiguiendo, es imitar con la mayor precisión el movimiento del brazo humano. como sea posible.
¿Quién obtiene Beneficios?
Un brazo robótico industrial automatizado puede resultar muy útil en el trabajo humano, entre otras cosas. Las ventajas más evidentes que aporta son:
- Movimientos precisos y de alta velocidad;
- Bajo consumo de energía y alta confiabilidad;
- Capacidad para actuar durante períodos prolongados de tiempo sin parar;
- Capacidad para actuar en condiciones peligrosas, con materiales peligrosos;
- Disminución de la influencia del factor humano y de la tasa de lesiones.
Cómo Automatizar una Guía de Brazo Robótico
A continuación te contamos cómo crear y automatizar un brazo robótico. Para empezar, definamos el tipo de dispositivo en el que vamos a trabajar.
Tipos de Brazo del Robot
Actualmente existe la siguiente clasificación para brazos robóticos:
- Cartesiano: Este tipo se basa en el movimiento de tres articulaciones de acuerdo con el sistema de referencia cartesiano. Puede agarrar y sujetar detalles y se utiliza principalmente en fabricación y medicina para soldar y cortar objetos con precisión microscópica.
- Cilíndricos: Los brazos de este tipo se emplean para la construcción de detalles. Se basan en el sistema de coordenadas cilíndricas.
- Polar: Estos dispositivos basados en el sistema de coordenadas polares se utilizan principalmente para soldar.
- SCARA: Cuentan con dos articulaciones de bisagra que permiten movimientos de rotación. Son más eficientes en la construcción de construcciones complejas.
- Articulados: Estos dispositivos tienen al menos tres articulaciones que se ponen en movimiento mediante juntas de bisagra giratorias. Tienen una gama de usos bastante amplia, pero se refieren principalmente a la fabricación.
- Paralelo: Los brazos robóticos paralelos pueden realizar tanto movimientos rotacionales como movimientos lineales. Actualmente, es uno de los tipos de dispositivos de construcción automatizados más avanzados.
- Antropomórfico: El último pero más interesante tipo de brazos robóticos automatizados: es casi idéntico en construcción y acción a un brazo humano real.
Preparación de Hardware y Software
Averigüemos qué componentes necesitará para construir y automatizar personalmente el brazo de un robot. En particular, sugerimos utilizar los siguientes componentes:
- 4 servomotores Tower Pro 9g;
- Detalles del brazo impresos en 3D (el plano se encuentra en la imagen de arriba);
- Tornillos y pernos;
- Microcontrolador Arduino Uno ;
- Sensor Shield V5 (para conectar servos a detalles).
Ahora unas palabras sobre la preparación para la creación de piezas. Puede utilizar plexiglás normal, ya que no perjudicará en lo más mínimo la calidad final del dispositivo. Sin embargo, la impresión 3D no es tan cara hoy en día y, francamente, recomendamos protegerse las manos del daño que supone cortar los detalles manualmente. Los detalles de nuestra muestra se modelaron mediante SketchUp.
Luego, el archivo fue exportado a. Todavía con la ayuda de una extensión y enviado a imprenta. Tenga en cuenta que durante el proceso de modelado, es muy importante definir las dimensiones y ubicaciones exactas de las aberturas para los pernos que mantendrían unido el mecanismo. De lo contrario, tendrás que hacer aperturas adicionales e incluso reimprimir algunos detalles de nuevo. En cuanto al software para controlar los servoaccionamientos, puede utilizar la biblioteca Servo estándar. Nos gustaría señalar que las características predeterminadas de la biblioteca Servo establecen movimientos que son demasiado "nítidos" y repentinos. Además, cada motor se mueve por defecto, sólo cuando el resto de los tres motores están quietos. Este descubrimiento ha supuesto un inconveniente bastante importante para muchos ingenieros. Es exactamente por eso que es mejor escribir características personalizadas para cada motor; afortunadamente, no es tan difícil de hacer. El algoritmo general de los movimientos del motor es el siguiente: se debe leer la ubicación de un servomotor en cada iteración en la función loop() básica; una función Servo.Read() permite hacer eso; Si la ubicación no se corresponde con el ángulo establecido, se debe aproximar al ángulo necesario en un punto por iteración. También tendrás que escribir por separado las características que definen la interacción del controlador. Algunos ingenieros prefieren C# a pesar de que Processing es el entorno de desarrollo recomendado con más frecuencia para proporcionar interacción entre controladores Arduino a través de un puerto COM.
Configurar el Equipo
Los detalles se conectan fácilmente: eche un vistazo a este prototipo de inicio: el proyecto uArm, en cuya construcción se utilizaron los servoaccionamientos u-servo us-d150.
Tendencias Tecnológicas en el Mundo.
Algunas palabras sobre las tendencias en robótica. ¿Sabías, por ejemplo, que los campos profesionales más prometedores para el empleo en robótica son la medicina y la fabricación de tecnologías espaciales? La NASA está trabajando activamente en la creación de robots capaces de imitar completamente de forma remota manipulaciones similares a las humanas para hacer que la exploración espacial sea más accesible y eficiente. Por otro lado, muchos inventores y científicos de esta década se han centrado en abaratar la fabricación de robótica. Por lo tanto, construir usted mismo un brazo robótico (por ejemplo, basado en controladores Arduino) no le puede costar más de 100 dólares. Un progreso sorprendente en comparación con lo que teníamos hace sólo diez años.
¿Por qué Progressive Automations?
Obviamente, para implementar todos los procesos de automatización del brazo robótico, necesitará equipos especiales (servovariadores, microcontroladores Arduino, etc.). En nuestra gama de productos sólo ofrecemos piezas y dispositivos probados y probados, que nuestros empleados expertos pueden configurar adicionalmente según sus necesidades. Además, todos los productos disponibles en nuestra tienda online tienen una garantía de 18 meses con opciones de reparación y sustitución completa.
Conclusión
Como ves, no es tan difícil construir un brazo robótico con unos medios mínimos. Esperamos que los productos disponibles en nuestro sitio web también le ayuden con eso.