Diseño y construcción de un robot móvil como plataforma para el apoyo a las labores en los cultivos de café
En el desarrollo del proyecto fueron usadas múltiples metodologías para encontrar una solución a las necesidades del usuario y a los criterios de diseño fundamentados en las generalidades del cultivo de café. Durante el desarrollo del presente trabajo, se utilizó el V-Model, junto con las metodologí...
- Autores:
-
Ruiz Romero, Brajan Nicolás
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2018
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
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- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
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En el desarrollo del proyecto fueron usadas múltiples metodologías para encontrar una solución a las necesidades del usuario y a los criterios de diseño fundamentados en las generalidades del cultivo de café. Durante el desarrollo del presente trabajo, se utilizó el V-Model, junto con las metodologías APTE, FAST y QFD para encontrar los parámetros de diseño de la plataforma móvil y así obtener diferentes diseños conceptuales. Una vez obtenidos los diseños conceptuales en la etapa de diseño detallado se hizo uso de la metodología PUGH con la cual se obtuve el diseño definitivo. |
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Ruiz Romero, Brajan Nicolás (2018). Diseño y construcción de un robot móvil como plataforma para el apoyo a las labores en los cultivos de café. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB [1]. Arcila, Jaime; Farfán, Fernando; moreno, Argemiro; Salazar, Luis; Hincapié, Edgar; Sistemas de producción de café en Colombia. Chinchiná, Cenicafé, 2007. 309p. [2]. Ayala, John, Ingeniería, Bogotá D.C, 2014, 65p. Diseño De Un Sistema De Teleoperación Implementando Redes WLAN, Universidad Militar De Nueva Granada, Facultad De Ingeniería [3]. Barrientos, Antonio; Peñin, Luis; Balaguer, Carlos; Aracil, Rafael; Fundamentos De Robotica, Segunda Edicion, Madrid: McGraw- Hill, 1996, 316p. [4]. Castañeda, John; Montoya, Cecilia; Oliveros, Carlos; Vélez, Juan; Evaluación de un método para la recolección de café en terrenos de alta pendiente. [5]. Cerón, Alexander, Sistemas Robóticos Teleoperados.2005. [6]. Coffecomission, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (https://coffeecomission.com) [7]. Conselho Nacional Do Café, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (http://www.cncafe.com.br) [8]. Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. Aspectos de calidad del café para la industria torrefactora nacional. [9]. Federación nacional de cafeteros {en línea}. {21 julio de 2017} disponible en: (www.federaciondecafeteros.org) [10]. Federación nacional de cafeteros {en línea}. {10 julio de 2017} disponible en: (http://www.coffeepickinn.com) [11]. Fernández, Juan, Ingeniería, Málaga, 2014, 116p. Diseño y Construcción de un Robot Hexápodo, Universidad de Málaga: Facultad de Informática. [12]. Jazar, Reza, Theory of applied robotics kinematics, dynamics and control; Segunda Edicion, Victoria: spriger, 2006, 883p. [13]. J.Y.Wong, Terramechanics and off-road vehicle engineering: Terrain behavior, off- road vehicle performance and design. Segunda edición. Butterworth-Heinemann, 2009, 488p [14]. J.Y.Wong, Theory of ground vehicles. Tercera edición. Jhon Wily & Sons, 2008, 595p. [15]. Laughery, Sean; Gerhart, Grant; Goetz, Richard; Bekker’s terramechanics model for off-road vehicle research.1990. [16]. Massimo P., Una Introducción A Los Robots Móviles. 86p. [17]. Ollero, Aníbal, Robótica manipuladores y robots móviles, Sevilla, Alfaomega, 2001, 447p. [18]. Ramos, Paula; Sanz, Juan; Oliveros, Carlos, Identificación y clasificación de frutos de café en tiempo real, a raves de la medición de color [19]. Salazar, Katherine; Arroyave. Alejandro; Ovalle, Alex; Ocampo, Olga; Ramírez, Cesar; Oliveros, Carlos; Tiempos en la recolección manual tradicional de café. [20]. Siliciano, Bruno; Sciavicco, Lorenzo; Villani, Luigi; Oriolo, Giuseppe; Robotics Modelling, Planning and Control, Italy: Springer, 2009, 625p. [21]. Smith, William. Doctor of Philosophy, Michigan, 2014, 148p. Modelling of wheel-soil interaction for small ground vehicles operating on granular soil. University of Michigan, Mechanical Engineering [22]. T, Carlos; López, Hugo; Ramírez, Cesar; Sanz, Juan; Bastillo, Alex. Recolección de frutos de café del suelo con la maquina CIFARELLI V77S. [23]. TodoAgro, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (http://www.todoagro.com.ar) [24]. Quora, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (https://espressocoffee.quora.co [25]. Varela, Daniel; Archila, John; Argote, Ingrid; Saavedra, José; Pereira, Debora; Becker, Marcelo. Mirã Rover Characterization. 2015. [26]. VineRobot, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (http://www.vinerobot.eu/) [27]. Vinbot, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (http://vinbot.eu/?lang=es) [28]. Wall-YE, {en línea}. {28 julio de 2017} disponible en (http://wall-ye.com/index-2.html) [29]. Yralspace, {en línea}. {27 julio de 2017} disponible en (https://www.ralspace.stfc.ac.uk/Pages/Agri-rover-project.aspx) |
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Una vez obtenidos los diseños conceptuales en la etapa de diseño detallado se hizo uso de la metodología PUGH con la cual se obtuve el diseño definitivo.1. Introducción ..................................................................................................... 10 2. Planteamiento del problema. ........................................................................... 12 3. Justificación. .................................................................................................... 13 4. Objetivos ......................................................................................................... 14 Objetivo general ........................................................................................ 14 Objetivos específicos ................................................................................ 14 5. Metodología ..................................................................................................... 15 6. Antecedentes .................................................................................................. 16 7. Recopilación bibliográfica y estado del arte .................................................... 17 Recopilación bibliográfica ................................................................ ......... 17 Estado del arte ................................................................ .......................... 17 8. Análisis de la información recopilada .............................................................. 21 Diagrama de análisis de necesidad ................................ .......................... 21 9. Conceptualizar alternativas de solución .......................................................... 22 Diagrama de análisis funcional de necesidad ................................ ........... 22 Metodologia Function Analysis System Technic (FAST) .......................... 24 10. Evaluación alternativas ................................................................................ 26 Metodología QFD ................................................................ .................. 26 11. Marco teórico ............................................................................................... 31 Generalidades del cultivo de café ................................ .......................... 31 11.1.1. Café ................................................................................................ 31 11.1.2. El Árbol ........................................................................................... 32 11.1.3. Fruto................................................................................................ 34 11.1.4. Cultivo ............................................................................................. 35 11.1.5. Mecanizado agrícola y cosecha asistida ......................................... 39 Robótica móvil ................................................................ ....................... 41 11.2.1. Clasificación de robots .................................................................... 42 11.2.2. Morfología, locomoción y arquitecturas para plataformas móviles .. 44 11.2.3. Cinemática ...................................................................................... 50 11.2.4. Cinética ........................................................................................... 54 11.2.5. Actuadores ...................................................................................... 60 11.2.6. Sensores ......................................................................................... 65 11.2.7. Telerobótica .................................................................................... 71 11.2.8. Control ............................................................................................ 72 12. Diseño de la arquitectura física, mecanismos de transmisión de movimiento y tracción del robot móvil. ......................................................................................... 75 Diseño conceptual ................................................................................. 75 Seleccionar alternativa pertinente ................................ ......................... 76 12.2.1. Alternativas de diseño. .................................................................... 76 12.2.2. Matriz PUGH ................................................................................... 78 Diseño mecánico ................................................................ ................... 79 12.3.1. Chasis ............................................................................................. 80 12.3.2. Sistema de transmisión de potencia ............................................... 83 12.3.3. Sistema de suspensión ................................................................... 85 12.3.4. Sistema de tracción ........................................................................ 94 13. Selección de los actuadores ...................................................................... 102 Selección de los actuadores ...................................................................... 102 Modelado terramecánico ................................................................ ..... 102 Propiedades físicas del suelo de los cafetales ................................ .... 102 Consideraciones del prototipo ................................ ............................. 103 Algoritmo de selección del motor ................................ ......................... 104 Motor MY1018 ................................................................ ..................... 105 14. Selección de instrumentación .................................................................... 106 15. Diseño y selección del sistema electrónico de potencia y control .............. 106 Batería ................................................................................................ . 106 Driver motores ................................................................ ..................... 109 Control remoto ................................................................ ..................... 110 Integración sistemas electrónicos ................................ ........................ 111 16. Diseño detallado y construcción................................................................. 112 Construcción chasis ................................................................ ............ 112 Construcción sistema de trasmisión potencia ...................................... 113 Construcción sistemas de suspensión ................................ ................ 114 Construcción sistema de tracción ................................ ........................ 115 17. Conclusiones.............................................................................................. 116 18. Referencias Bibliográficas .......................................................................... 117PregradoIn the development of the project, multiple methodologies were used to find a solution to the user's needs and to the design criteria based on the generalities of coffee cultivation. During the development of this work, the V-Model was used, together with the APTE, FAST and QFD methodologies to find the design parameters of the mobile platform and thus obtain different conceptual designs. Once the conceptual designs were obtained in the detailed design stage, the PUGH methodology was used, with which the final design was obtained.application/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDiseño y construcción de un robot móvil como plataforma para el apoyo a las labores en los cultivos de caféDesign and construction of a mobile robot as a platform to support work in coffee cropsIngeniero MecatrónicoBucaramanga (Colombia)Universidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPRoboticsAutomatic machineryMechatronic EngineeringInvestigationsNew technologiesMobile robotCoffee cropsMovement transmissionRobóticaMaquinaria automáticaIngeniería mecatrónicaInvestigacionesNuevas tecnologíasRobot móvilCultivos caféTransmisión del movimientoRuiz Romero, Brajan Nicolás (2018). Diseño y construcción de un robot móvil como plataforma para el apoyo a las labores en los cultivos de café. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB[1]. Arcila, Jaime; Farfán, Fernando; moreno, Argemiro; Salazar, Luis; Hincapié, Edgar; Sistemas de producción de café en Colombia. Chinchiná, Cenicafé, 2007. 309p.[2]. Ayala, John, Ingeniería, Bogotá D.C, 2014, 65p. Diseño De Un Sistema De Teleoperación Implementando Redes WLAN, Universidad Militar De Nueva Granada, Facultad De Ingeniería[3]. Barrientos, Antonio; Peñin, Luis; Balaguer, Carlos; Aracil, Rafael; Fundamentos De Robotica, Segunda Edicion, Madrid: McGraw- Hill, 1996, 316p.[4]. Castañeda, John; Montoya, Cecilia; Oliveros, Carlos; Vélez, Juan; Evaluación de un método para la recolección de café en terrenos de alta pendiente.[5]. Cerón, Alexander, Sistemas Robóticos Teleoperados.2005.[6]. Coffecomission, {en línea}. {29 julio de 2017} disponible en (https://coffeecomission.com)[7]. 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