Rediseño del prototipo de robot móvil para un equipo detector de metales para realizar operaciones de inspección visual, búsqueda de objetivo y marcación empleadas para realizar el despeje manual
Este proyecto consiste en el rediseño e implementación de un prototipo de robot para realizar tareas de desminado humanitario. Para el desarrollo del prototipo se buscó utilizar la menor cantidad de materiales metálicos con la finalidad que no interfieran con la búsqueda de minas antipersonales, cue...
- Autores:
-
Lopez Peña, Juan Sebastian
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/19537
- Palabra clave:
- Mechatronic
MAP: Antipersonnel landmines
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Rediseño del prototipo de robot móvil para un equipo detector de metales para realizar operaciones de inspección visual, búsqueda de objetivo y marcación empleadas para realizar el despeje manual Mechatronic MAP: Antipersonnel landmines AEI: Improvised Explosive Device MUSE: Unexploded ordnance IDE: Integrated development environment Development of prototypes Machine theory Manipulators (Mechanisms) Explosive bombs Automatic machinery Mecatrónica Desarrollo de prototipos Teoría de las máquinas Manipuladores (Mecanismos) Bombas explosivas Maquinaria automática Minas antipersonal MAP Artefacto explosivo improvisado AEI Munición sin explosionar MUSE Entorno de desarrollo integrado IDE |
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Este proyecto consiste en el rediseño e implementación de un prototipo de robot para realizar tareas de desminado humanitario. Para el desarrollo del prototipo se buscó utilizar la menor cantidad de materiales metálicos con la finalidad que no interfieran con la búsqueda de minas antipersonales, cuenta con 4 motores DC utilizados en el sistema de locomoción, elevación y movimiento en X del robot, un motor paso a paso para el movimiento de avance Z, 4 finales de carrera para delimitar el movimiento, una bomba de agua para accionar la herramienta de marcación, 2 baterías de 12V y 7.5A como sistema de alimentación del prototipo un módulo Bluetooth HC-06 para la HMI desarrollada con Matlab y AppDesigner y 1 Arduino mega 2560 como tarjeta de adquisición de datos. |
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Accioncontraminas. (2017). OPERACIONES DE DESPEJE. Obtenido de www.accioncontraminas.gov.co Accioncontraminas. (2019). SEÑALIZACIÓN, MARCACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE SITIO DE TRABAJO. Obtenido de Descontamina Colombia: www.accioncontraminas.gov.co AICMA. (2020). Accioncontraminas. Obtenido de Descontamina Colombia: http://www.accioncontraminas.gov.co/AICMA/Paginas/DesminadoHumanitario.aspx Bähnemann, R., Lawrance, N. S., Chung, J. J., Pantic, M., Grathwohl, A., Waldschmidt, C., & Siegwart, R. (2022). Under the Sand: Navigation and Localization of a Micro Aerial Vehicle for Landmine Detection with Ground-Penetrating Synthetic Aperture Radar. Field Robotics, 1028-1067. Barrientos, A., Peñin, L., Balaguer, C., & Rafael, A. (2000). FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA (Segunda ed.). Madrid: Mc Graw Hill. Convención sobre la prohibición del empleo, almacenamiento, produccion y transferencia de minas antipersonal y sobre su destrucción. (s.f.). Obtenido de https://www.apminebanconvention.org/es/vision-global-y-texto-de-la-convencion/ Coronado, J., Rizo, J., & Campo, C. (2002). Sistema Móvil para la Detección y Localización de Minas Antipersonales. Articulo proyecto de grado ingenieria electronica 2002, Pontificia Universidad Javeriana, Ingenierias, Bogota. Dennis, F., Huggett, I., & Wallington, D. (2015). USA Patente nº US9194666B2. DescontaminaColombia. (2016). Tecnicas de despeje manual. Obtenido de http://www.accioncontraminas.gov.co/AICMA/Documents/Estandares_Nacionales/181122-EN-Despeje-Manual-Enmiendas.pdf Educación en el Riesgo de Minas Antipersonal, Municiones sin Explotar y Artefactos Explosivos Improvisados. (2012). Obtenido de Accioncontraminas: http://www.accioncontraminas.gov.co/Documents/cartilla_erm.pdf#search=tipos%20de%20minas Goldenber, A., Kiscanski, N., Dickie, S. S., & Gryniewki, L. (2000). USA Patente nº US6113343A. Harmon, Russell, & otros. (2006). Man-Portable LIBS for Landmine Detection (Vol. 6217). Detection and Remediation Technologies for Mines and Minelike Targets XI. Jazar, N. (2010). Theory of Applied Robotics Kinematics, Dynamics, and Control (Segunda ed.). Melbourne, Australia: Springer. Kuo-Lan, S., Hsu-Shan, S., & Sheng-Wen, S. (2011). Motion planning for a landmine-detection robot. Leon, D. (2018). DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PLATAFORMA ROBÓTICA PARA EL CONTROL DE FORMACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE TAREAS. Trabajo de grado, UNAB, Santander, Bucaramanga. Mohammad, J., Muath, B.-S., & Fahed, A. (2018). A Highly-Maneuverable Demining Autonomous Robot: an Over-Actuated Design. Nicoud, J., & Mächler, P. (1996). Control Engineering Practice (Vol. 4). Pergamon. Ogata, K. (2010). MODEL CONTROL ENGINEERING (Quinta ed.). Peña, C. (2019). Diseño y construcción de un robot móvil para un equipo detector de metales capaz de realizar búsqueda de minas antipersonal. Bucaramanga, Santander Colombia. Ruiz, B. (2018). DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT MÓVIL COMO PLATAFORMA. Trabajo de grado ingeniero, UNAB, Santanter, Bucaramanga. The-monitor.org. (2013-2020). Landmines. Obtenido de The-monitor: http://www.the-monitor.org/en-gb/the-issues/landmines.aspx. |
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Moncada Guayazan, Camilo Enrique463c1194-362e-4d96-965e-8661eeb48b39Rueda Sánchez, Oscar Eduardoafd304c5-76c9-481a-90f4-ea7dd56ba4beLopez Peña, Juan Sebastian776af02f-ec63-45d8-b5e4-be05470d4e11Moncada Guayazan, Camilo Enrique [0000062838]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [00001002588]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [WtioYOUAAAAJ]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [0000-0002-8977-9764]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [Oscar_Sanchez40]Moncada Guayazan, Camilo Enrique [camilo-enrique-moncada-guayazan]Rueda Sánchez, Oscar Eduardo [oscar-eduardo-rueda-sánchez]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2023-04-18T14:26:13Z2023-04-18T14:26:13Z2022-06-23http://hdl.handle.net/20.500.12749/19537instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coEste proyecto consiste en el rediseño e implementación de un prototipo de robot para realizar tareas de desminado humanitario. Para el desarrollo del prototipo se buscó utilizar la menor cantidad de materiales metálicos con la finalidad que no interfieran con la búsqueda de minas antipersonales, cuenta con 4 motores DC utilizados en el sistema de locomoción, elevación y movimiento en X del robot, un motor paso a paso para el movimiento de avance Z, 4 finales de carrera para delimitar el movimiento, una bomba de agua para accionar la herramienta de marcación, 2 baterías de 12V y 7.5A como sistema de alimentación del prototipo un módulo Bluetooth HC-06 para la HMI desarrollada con Matlab y AppDesigner y 1 Arduino mega 2560 como tarjeta de adquisición de datos.1. Introducción 11 2. Objetivos 13 2.1 Objetivo General: 13 2.2 Objetivos específicos: 13 2.2.1 Revisar el estado del arte y apropiación del conocimiento del desminado humanitario en Colombia. 13 2.2.2 Diseñar los nuevos mecanismos de locomoción para el avance del robot y elevación de no más de 15 cm del suelo. 13 2.2.3 Diseñar las herramientas multipropósitos para los procesos de inspección visual y marcación. 13 2.2.4 Construir los mecanismos de locomoción para avance y herramientas multipropósito 13 2.2.5 Adaptar las herramientas multipropósitos al prototipo “Diseño y construcción de un robot móvil para un equipo detector de metales capaz de realizar búsqueda de minas antipersonal” de Carlos Mauricio Peña Gonzales 13 2.2.6 Desarrollar una interfaz HMI humano máquina para el proceso de búsqueda y supervisión. 13 2.2.7 Validar en un ambiente controlado el diseño a manos de un experto de los movimientos y funcionalidad de las herramientas. 13 3. Resultados esperados 14 3.1 Documento final que contiene estado de arte, procesos de diseño, técnica usada. 14 3.2 Planos mecánicos y electrónicos del rediseño de los mecanismos de locomoción y elevación. 14 3.3 Planos mecánicos y electrónicos del diseño de las distintas herramientas de acople al prototipo. 14 3.4 Manual de uso del prototipo 14 3.5 Manual de uso de las herramientas multipropósito. 14 3.6 Interfaz funcional para visualizar y controlar el movimiento del prototipo por el terreno. 14 3.7 Pruebas de validación y videos recopilados del prototipo funcional. 14 4. Marco teórico 15 4.1 Desminado humanitario en el país 15 4.2 Robótica: 15 4.2.1 Clasificación: 16 4.2.2 Robot móvil 16 4.3 Sistemas de control 16 4.3.1 Control lazo abierto: 17 4.3.2 Control lazo cerrado: 17 4.4 Detección de minas antipersonales 17 4.4.1 Detector de metales 18 4.4.2 GPR 18 5. Estado del arte 20 6. Metodología 27 6.1 Especificaciones de funcionamiento 27 6.2 Especificaciones del sistema 27 6.3 Especificaciones de los subsistemas 28 6.4 Especificaciones de componente 28 7. Diseño 29 7.1 Prototipo 29 7.1.1 Diseño 29 7.1.2 Ensamble 30 7.2 Base 32 7.2.1 Sistema de elevación Y 32 7.2.2 Sistema de locomoción 40 7.3 Herramientas 41 7.3.1 Herramienta para marcación de objetivo 42 7.3.2 Herramienta para la detección de alambre de tropiezo 45 8. Conexión de componentes 47 9. Interfaz HMI 54 10. Conclusiones 70 11. Trabajo futuro 71 Bibliografía 72 Anexos 74PregradoThis Project consists of the redesign and implementation of a prototype of a robot to carry out humanitarian demining tasks. For the development of prototype, it was sought to use the least amount of metallic materials with the purpose that this do not interfere with the landmines detection, this robot has 4 DC motors used in the locomotion system, elevation and X movement, stepper motor for Z movement, 4 ends of careers for delimiting the movement, 1 water pump for the marking tool, 2 battery of 12V 7.5A for power system, module Bluetooth HC-06 for HMI development in Matlab and AppDesigner and 1 Arduino Mega 2560 for data acquisition card.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Rediseño del prototipo de robot móvil para un equipo detector de metales para realizar operaciones de inspección visual, búsqueda de objetivo y marcación empleadas para realizar el despeje manualRedesign of the mobile robot prototype for a metal detector equipment to perform visual inspection, target search and marking operations used to perform manual clearanceIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicMAP: Antipersonnel landminesAEI: Improvised Explosive DeviceMUSE: Unexploded ordnanceIDE: Integrated development environmentDevelopment of prototypesMachine theoryManipulators (Mechanisms)Explosive bombsAutomatic machineryMecatrónicaDesarrollo de prototiposTeoría de las máquinasManipuladores (Mecanismos)Bombas explosivasMaquinaria automáticaMinas antipersonal MAPArtefacto explosivo improvisado AEIMunición sin explosionar MUSEEntorno de desarrollo integrado IDEAccioncontraminas. (2017). OPERACIONES DE DESPEJE. Obtenido de www.accioncontraminas.gov.coAccioncontraminas. (2019). SEÑALIZACIÓN, MARCACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE SITIO DE TRABAJO. Obtenido de Descontamina Colombia: www.accioncontraminas.gov.coAICMA. (2020). Accioncontraminas. Obtenido de Descontamina Colombia: http://www.accioncontraminas.gov.co/AICMA/Paginas/DesminadoHumanitario.aspxBähnemann, R., Lawrance, N. S., Chung, J. J., Pantic, M., Grathwohl, A., Waldschmidt, C., & Siegwart, R. (2022). Under the Sand: Navigation and Localization of a Micro Aerial Vehicle for Landmine Detection with Ground-Penetrating Synthetic Aperture Radar. Field Robotics, 1028-1067.Barrientos, A., Peñin, L., Balaguer, C., & Rafael, A. (2000). FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA (Segunda ed.). Madrid: Mc Graw Hill.Convención sobre la prohibición del empleo, almacenamiento, produccion y transferencia de minas antipersonal y sobre su destrucción. (s.f.). Obtenido de https://www.apminebanconvention.org/es/vision-global-y-texto-de-la-convencion/Coronado, J., Rizo, J., & Campo, C. (2002). Sistema Móvil para la Detección y Localización de Minas Antipersonales. Articulo proyecto de grado ingenieria electronica 2002, Pontificia Universidad Javeriana, Ingenierias, Bogota.Dennis, F., Huggett, I., & Wallington, D. (2015). USA Patente nº US9194666B2.DescontaminaColombia. (2016). Tecnicas de despeje manual. Obtenido de http://www.accioncontraminas.gov.co/AICMA/Documents/Estandares_Nacionales/181122-EN-Despeje-Manual-Enmiendas.pdfEducación en el Riesgo de Minas Antipersonal, Municiones sin Explotar y Artefactos Explosivos Improvisados. (2012). Obtenido de Accioncontraminas: http://www.accioncontraminas.gov.co/Documents/cartilla_erm.pdf#search=tipos%20de%20minasGoldenber, A., Kiscanski, N., Dickie, S. S., & Gryniewki, L. (2000). USA Patente nº US6113343A.Harmon, Russell, & otros. (2006). Man-Portable LIBS for Landmine Detection (Vol. 6217). 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