Diseño y construcción de un robot móvil para un equipo detector de metales capaz de realizar búsqueda de minas antipersonal. Bucaramanga, Colombia

El prototipo se caracterizará por ser modular (posible el desarme del manipulador y plataforma móvil) para ofrecer la posibilidad de ser transportado por dos personas y garantizar que su masa por subsistema no supere los 30KG; de igual manera presentará un mecanismo de locomoción que pueda facilitar...

Full description

Autores:: Peña González, Carlos Mauricio

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2020

Institución:: Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB

Repositorio:: Repositorio UNAB

Idioma:: spa

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description	El prototipo se caracterizará por ser modular (posible el desarme del manipulador y plataforma móvil) para ofrecer la posibilidad de ser transportado por dos personas y garantizar que su masa por subsistema no supere los 30KG; de igual manera presentará un mecanismo de locomoción que pueda facilitar su movimiento en terrenos irregulares característicos en las zonas donde se conoce hay presencia de minas antipersonal; de igual manera, la construcción del mecanismo propuesto estará restringida al uso de materiales metálicos dado que es posible generar interferencias con el empleo del detector de metales y limitándose a pequeñas cantidades de materiales metálicos necesarios como actuadores o sensores. Cabe recalcar que el manipulador no buscará minas ya que las minas no son detectadas por el detector de metales, solo se busca reconocer el contenido metálico (metralla) presente en la mina; el detector reconoce todos los metales presentes en el terreno, es decir, puede encontrar una puntilla o metralla de una mina y este no diferencia si se trata de una mina o no, solo que hay un artefacto metálico allí y de igual manera el prototipo se limitará a la búsqueda de potenciales minas, no su desactivación.
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Cabe recalcar que el manipulador no buscará minas ya que las minas no son detectadas por el detector de metales, solo se busca reconocer el contenido metálico (metralla) presente en la mina; el detector reconoce todos los metales presentes en el terreno, es decir, puede encontrar una puntilla o metralla de una mina y este no diferencia si se trata de una mina o no, solo que hay un artefacto metálico allí y de igual manera el prototipo se limitará a la búsqueda de potenciales minas, no su desactivación.INTRODUCCIÓN ............................................................................................................11 OBJETIVOS .....................................................................................................................13 Objetivo general ............................................................................................................13 Objetivos específicos ....................................................................................................13 RESULTADOS ESPERADOS .........................................................................................14 MARCO TEÓRICO ..........................................................................................................14 Desminado humanitario en el país .................................................................................14 Organismos que hacen desminado humanitario en el país ..............................................15 Tipos de minas ..............................................................................................................16 Técnicas de desminado..................................................................................................20 Desminado mecánico ....................................................................................................21 Desminado canino .........................................................................................................22 Desminado manual ........................................................................................................22 Estándar nacional de desminado humanitario: Técnica de despeje manual .....................23 Detector de metales .......................................................................................................25 Manipulador Robótico ..................................................................................................26 Configuración cartesiana ...............................................................................................26 ESTADO DEL ARTE .......................................................................................................27 Proyectos desarrollados a nivel mundial ........................................................................28 METODOLOGÍA .............................................................................................................31 Especificaciones de funcionamiento ..............................................................................32 Especificaciones de sistema ..........................................................................................33 Especificaciones de subsistemas ....................................................................................33 Especificaciones de componentes ..................................................................................33 DISEÑO .......................................................................................................................34 BASE............................................................................................................................34 Funcionamiento de elevador ......................................................................................36 Cálculo del actuador ..................................................................................................37 Elección del actuador ................................................................................................40 CONJUNTO DESPLAZAMIENTO X ..........................................................................41 Funcionamiento de desplazamiento en Eje X .............................................................41 Cálculo del actuador ..................................................................................................42 Elección del actuador ................................................................................................44 CONJUNTO DESPLAZAMIENTO Z ..........................................................................46 Cálculo del actuador (Desplazamiento Z) ..................................................................49 Cálculo del actuador (Rotación Z) .............................................................................49 Elección de actuadores ..............................................................................................52 CONJUNTO SOPORTE CABEZA DE DETECTOR DE METALES ...........................53 Mejoras de Diseño ............................................................................................................55 Mejora en Base .............................................................................................................55 CONEXIÓN DE COMPONENTES ..................................................................................57 INTERFAZ HMI ..............................................................................................................60 CONCLUSIONES ............................................................................................................69 REFERENCIAS ...............................................................................................................70 ANEXOS ..........................................................................................................................71 Código de programación en Matlab ...........................................................................71 Manual de operación .................................................................................................85 Certificación por personal experto .............................................................................86PregradoThe prototype will be characterized by being modular (possible to disassemble the manipulator and mobile platform) to offer the possibility of being transported by two people and guarantee that its mass per subsystem does not exceed 30KG; in the same way, it will present a locomotion mechanism that can facilitate its movement in characteristic irregular terrain in areas where there is a known presence of antipersonnel mines; Similarly, the construction of the proposed mechanism will be restricted to the use of metallic materials since it is possible to generate interferences with the use of the metal detector and being limited to small amounts of metallic materials necessary as actuators or sensors. It should be noted that the manipulator will not search for mines since the mines are not detected by the metal detector, it only seeks to recognize the metallic content (shrapnel) present in the mine; the detector recognizes all the metals present on the ground, that is, it can find a tip or shrapnel from a mine and it does not differentiate if it is a mine or not, only that there is a metallic artifact there and in the same way the prototype is it will limit the search for potential mines, not their deactivation.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 para un equipo detector de metales capaz de realizar búsqueda de minas antipersonal. Bucaramanga, ColombiaDesign and construction of a mobile robot for a metal detector team capable of searching for antipersonnel mines. Bucaramanga, ColombiaIngeniero MecatrónicoUniversidad 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/TPMechatronicAntipersonnel minesImprovised explosive deviceIntegrated development environmentUnexploded ammunitionMinesExplosive bombsRobotsPrototype developmentMecatrónicaMinasBombas explosivasRobotsDesarrollo de prototiposMinas antipersonalArtefacto explosivo improvisadoEntorno de desarrollo integradoMunición sin explosionar[1] Descontamina Colombia, Tipos de minas(2016), Presidencia de la República de Colombia.Bogotá D.C. Recuperado de:http://www.accioncontraminas.gov.co/accion/desminado/Paginas/Tipos-de-minas.aspx[2] Comité internacional de la cruz roja, Minas antipersonal:reseña(2009), recuperado de:https://www.icrc.org/es/doc/resources/documents/misc/mines-fac-cartagena- 021109.htm[3] Descontamina Colombia, Estándares Nacionales de AICMA(2016), Presidencia de la República de Colombia.Bogotá D.C. Recuperado de:http://www.accioncontraminas.gov.co/accion/Paginas/Estandares-Nacionales- AICMA.aspx[4] Descontamina Colombia, Desminado humanitario(2016), Presidencia de la República de Colombia.Bogotá D.C. Recuperado de:http://www.accioncontraminas.gov.co/accion/desminado/Paginas/Desminado- Humanitario.aspx[5] Landmine & Cluster munition MONITOR, Colombia mine action(2018) Recuperado de:http://the-monitor.org/en-gb/reports/2019/colombia/mine-action.aspx[6] Descontamina Colombia, Despeje Manual (2016), Presidencia de la República de Colombia.Bogotá D.C. Recuperado de: http://www.accioncontraminas.gov.co/AICMA/Documents/Estandares_Nacionales/181122- EN-Despeje-Manual-Enmiendas.pdf[7] http://www.accioncontraminas.gov.co/Documents/006%20- %20Despeje%20con%20T%C3%A9cnica%20Manual%20v10.pdfORIGINAL2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Peña.pdf2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Peña.pdfTesisapplication/pdf3092247https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/13711/1/2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Pe%c3%b1a.pdff5c8cb31d70abb62cdf5643dfa30e3faMD51open access2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Peña.pdf2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Peña.pdfLicenciaapplication/pdf298927https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/13711/2/2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Pe%c3%b1a.pdf8b1e1d2dd2fa7468c268477cde3abd8aMD52metadata only accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/13711/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53open accessTHUMBNAIL2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Peña.pdf.jpg2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Peña.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4376https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/13711/4/2020_Tesis_Carlos_Mauricio_Pe%c3%b1a.pdf.jpg87e2eab9c2a52980cde66152e6a5de0bMD54open access2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Peña.pdf.jpg2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Peña.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg9282https://repository.unab.edu.co/bitstream/20.500.12749/13711/5/2020_Licencia_Carlos_Mauricio_Pe%c3%b1a.pdf.jpgedc6e66e7851db208fb6377c6b853406MD55metadata only access20.500.12749/13711oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/137112021-08-10 18:00:48.148open accessRepositorio Institucional \| Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABrepositorio@unab.edu.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