Desarrollo de un robot móvil capaz de desplazarse por terrenos irregulares inclinados
El siguiente documento es la recopilación del procedimiento paso a paso para desarrollar una plataforma robótica capaz de moverse a través de terrenos de suelo irregular empinado, cuya aplicación particular contextual investigativa son los cafetales colombianos. Para ello se aplicó la metodología de...
- Autores:
-
Naranjo Zapata, Alejandro
Londoño Sánchez, José Roberto
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/13440
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/13440
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Ingeniería Mecatrónica
Robótica móvil
Filtro de Kalman
Terreno irregular
Teleoperación robótica
Diseño de robots
Diseño y desarrollo de productos
Mobile robotics
ROS
Kalman filter
Uneven terrain
Robotic teleoperation
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Product design and development
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- Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2021
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El siguiente documento es la recopilación del procedimiento paso a paso para desarrollar una plataforma robótica capaz de moverse a través de terrenos de suelo irregular empinado, cuya aplicación particular contextual investigativa son los cafetales colombianos. Para ello se aplicó la metodología de diseño propuesta por Karl T. Ulrich en su libro “Diseño y desarrollo de productos” que permite generar productos ingenieriles a partir del análisis de problemáticas y necesidades del usuario. Es así como, partiendo de la adquisición de datos proporcionados por trabajadores y expertos, la presente pesquisa detenta del diseño y simulación virtual del robot Tenzing Bot, su construcción y ensamble, la programación de su teleoperación y finalmente, la evaluación de su comportamiento en un terreno práctico. El proceso se llevó con regularidad hasta el momento de construir el sistema mecánico y electrónico, pues los pedidos de los elementos tardaron más tiempo de lo planeado por burocracias y problemas de logística post pandemia. Al terminar el proceso se obtuvo una plataforma capaz de atravesar suelos arenosos, arcillosos, de hojarasca, humíferos, calizos y pedregosos, con un ángulo de inclinación de subida máximo en terrenos lisos de 45° y en suelos irregulares de aproximadamente 45° que puede ser teleoperada en ROS por el usuario haciendo uso de un mini teclado inalámbrico a modo de control remoto. Concluyendo así con todos los objetivos planteados inicialmente. Adicionalmente, se implementó un filtro de Kalman que fusiona la información proporcionada por una cámara estéreo y una unidad de medición inercial con el objetivo de adelantar el trabajo futuro y mostrar la ventaja de usar middlewares como ROS. |
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Naranjo Zapata, A. y Londoño Sánchez, J. R. (2021 Desarrollo de un robot móvil capaz de desplazarse por terrenos irregulares inclinados. [Tesis de Pregrado. Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/13440 |
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Romero Cano, Víctor Adolfo9954a524fa7777dea88ef2222f28cb52Naranjo Zapata, Alejandro92d699c3f89f263c9fe0f43fc24c81ccLondoño Sánchez, José Roberto62e2fe1644b6538e5902466272162048Universidad Autónoma de Occidente, Cll 25 # 115-85 Km 2 Vía Cali - Jamundi2021-11-16T17:34:35Z2021-11-16T17:34:35Z2021-11-03https://hdl.handle.net/10614/13440Universidad Autónoma de OccidenteRepositorio Educativo Digitalhttps://red.uao.edu.co/El siguiente documento es la recopilación del procedimiento paso a paso para desarrollar una plataforma robótica capaz de moverse a través de terrenos de suelo irregular empinado, cuya aplicación particular contextual investigativa son los cafetales colombianos. Para ello se aplicó la metodología de diseño propuesta por Karl T. Ulrich en su libro “Diseño y desarrollo de productos” que permite generar productos ingenieriles a partir del análisis de problemáticas y necesidades del usuario. Es así como, partiendo de la adquisición de datos proporcionados por trabajadores y expertos, la presente pesquisa detenta del diseño y simulación virtual del robot Tenzing Bot, su construcción y ensamble, la programación de su teleoperación y finalmente, la evaluación de su comportamiento en un terreno práctico. El proceso se llevó con regularidad hasta el momento de construir el sistema mecánico y electrónico, pues los pedidos de los elementos tardaron más tiempo de lo planeado por burocracias y problemas de logística post pandemia. Al terminar el proceso se obtuvo una plataforma capaz de atravesar suelos arenosos, arcillosos, de hojarasca, humíferos, calizos y pedregosos, con un ángulo de inclinación de subida máximo en terrenos lisos de 45° y en suelos irregulares de aproximadamente 45° que puede ser teleoperada en ROS por el usuario haciendo uso de un mini teclado inalámbrico a modo de control remoto. Concluyendo así con todos los objetivos planteados inicialmente. Adicionalmente, se implementó un filtro de Kalman que fusiona la información proporcionada por una cámara estéreo y una unidad de medición inercial con el objetivo de adelantar el trabajo futuro y mostrar la ventaja de usar middlewares como ROS.The following document is the compilation of the step-by-step procedure to develop a robotic platform capable of moving through steep uneven terrain, whose particular contextual research application is the Colombian coffee plantations. For this purpose, the design methodology proposed by Karl T. Ulrich in his book "Design and Development of Products" was applied, which allows the generation of engineering products from the analysis of the user's problems and needs. Thus, starting from the acquisition of data provided by workers and experts, the present research includes the design and virtual simulation of the Tenzing Bot robot, its construction and assembly, the programming of its teleoperation and finally, the evaluation of its behavior in a practical field. The process was carried out regularly up to the moment of building the mechanical and electronic system, since the orders for the elements took longer than planned due to bureaucracy and post-pandemic logistic problems. At the end of the process we obtained a platform capable of traversing sandy, clayey, leafy, humid, limestone and stony soils, with a maximum uphill slope angle of 45° on flat terrain and approximately 45° on irregular soils, which can be teleoperated in ROS by the user using a mini wireless keyboard as a remote control. Thus concluding all the objectives initially set out. Additionally, a Kalman filter that fuses the information provided by a stereo camera and an inertial measurement unit was implemented in order to advance future work and show the advantage of using middlewares such as ROS.Proyecto de grado (Ingeniero mecatrónico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2021PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a)139 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería MecatrónicaDepartamento de Automática y ElectrónicaFacultad de IngenieríaCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2021https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Ingeniería MecatrónicaRobótica móvilFiltro de KalmanTerreno irregularTeleoperación robóticaDiseño de robotsDiseño y desarrollo de productosMobile roboticsROSKalman filterUneven terrainRobotic teleoperationRobot designProduct design and developmentDesarrollo de un robot móvil capaz de desplazarse por terrenos irregulares inclinadosTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceNaranjo Zapata, A. y Londoño Sánchez, J. R. (2021 Desarrollo de un robot móvil capaz de desplazarse por terrenos irregulares inclinados. [Tesis de Pregrado. Universidad Autónoma de Occidente]. https://hdl.handle.net/10614/13440[1]F. Neves Dos Santos, H. Sobreira, D. Campos, R. Morais, A. Moreira and O. Contente, "Towards a Reliable Monitoring Robot for Mountain Vineyards", 2015 IEEE International Conference on Autonomous Robot Systems and Competitions, 2015. Disponible en: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7101608[2] Robotnik, n.d. SUMMIT-XL. [en línea] Disponible en: https://robotnik.eu/wpcontent/ uploads/2021/06/Robotnik-SUMMIT-XL-Datasheet-210628-ES.pd.[3]"Spot®", Shop.bostondynamics.com, 2021. [en línea]. Disponible en: https://shop.bostondynamics.com/spot?cclcl=en_USypid=aDl6g000000XdpZCAS.[4]"Our Robots - Agriculture | ACFR - ACFR Confluence", Confluence.acfr.usyd.edu.au, 2021. [en línea]. Disponible en: https://confluence.acfr.usyd.edu.au/display/AGPub/Our+Robots.[5]C. Oliveros-Tascón y J. 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