Implementación de un sistema omnidireccional por cadenas en el robot SowerBot.
Este trabajo de grado describe la implementación de un sistema omnidireccional en el robot móvil SowerBot. El cual, fue desarrollado por el Semillero de Investigación IMACUNA, adscrito al grupo de investigación D+TEC de la Universidad de Ibagué, para la automatización de procesos agrícolas. Para log...
- Autores:
-
Rodríguez Diaz, María Camila
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4153
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4153
- Palabra clave:
- Robot SowerBot - Sistema omnidireccional
Agricultural mobile robotics
Omnidirectional system
Transmission chains
Traction and steering system
Robótica móvil agrícola
Sistema omnidireccional
Cadenas de transmisión
Sistema de tracción y dirección
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Este trabajo de grado describe la implementación de un sistema omnidireccional en el robot móvil SowerBot. El cual, fue desarrollado por el Semillero de Investigación IMACUNA, adscrito al grupo de investigación D+TEC de la Universidad de Ibagué, para la automatización de procesos agrícolas. Para lograrlo, se ha reconfigurado y mejorado significativamente el sistema de tracción y dirección que ya tenia dispuesto el robot, implementando un sistema de dirección basado en cadenas de transmisión. La transformación del robot implicó modificaciones en la estructura mecánica, que incluyeron la selección de materiales y elementos mecánicos, lo que lo hace más resistente para su uso en entornos agrícolas. Se realizó la selección de actuadores y sistemas de transmisión para reducir el consumo energético y disponer de una mayor autonomía del robot. Finalmente, se dispone de un nuevo sistema de dirección de tipo omnidireccional en el robot móvil SowerBot. Lo que le permite realizar giros sin modificar la orientación de la estructura del robot. El consumo energético del robot se diferencia de otros prototipos similares tanto comerciales como de investigación, en el uso de dos motores para generar el cambio de dirección del robot. Este proyecto detalla sus avances técnicos y marca un camino hacia futuras investigaciones, adaptándose a las cambiantes demandas de la agricultura regional. |
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Ces 2022: Hyundai presenta el innovador m ́oduo rob ́otico plug & drive. //n9.cl/y3m2t. Il Bambino (2008). Una introducci ́on a los robots m ́oviles. Academia. Injusa (2023). Reductor peque ̃no. Jorgensen, R., Sorensen, C., Maagaard, J., Havn, I., Sogaard, K. J. H., and Sorensen, L. (2007). Hortibot: A system design of a robotic tool carrier for high-tech plant nursing. Cornell University. Luz, G. (2020). Sae 1030 y 1018 propiedades. Gelson Luz Blog Materiales. Maldonado, Y. (2021). Acero dulce: tipos, propiedades, ventajas y usos. GEO- LOGIAWEB. Materials (2023). Poliuretano propiedades mec ́anicas. Universidad de Barcelona. Micolini, O., Ventre, L., Coutinho, A., Malatini, H., and Ayme, R. (2022). Her- mes iii: Robot omnidireccional con capacidad slam. Revista FCEF y N. n., S. (2017). Petg – polietilentereftalato modificado con glicol. Na ̈ıoTechnologies (2017). Dino, weeding robot for large-scale vegetable crops. https://www.naio-technologies.com/en/dino/. Petrina, A. M. (2010). Advances in robotics. Springer. Pixbot (2019). Pixbot. the world’s first open source autonomous chassis. https://www.pixmoving.com/pixbot. Pololu (2023). Pololu - 10:1 metal gearmotor 37dx50l mm 12v (helical pinion). Pérez, A. E. G. (2022). Rob ́otica m ́ovil: qu ́e es y sus aplicaciones. ”https://openwebinars.net/blog/robotica-movil-que-es-y-sus-aplicaciones/”. Roda, V. (2015). Simulaci ́on del engrane y an ́alisis del contacto en sistemas de transmisi ́onn por engranes mediante la modelizaci ́on avanzada del conjunto ejes engranajes. Universitat Jaume I. Salazar, S. (2021). Propiedades y usos del latón. Singh Yadav, P., Agrawal, V., Mohanta, J. C., and Faiyaz Ahmed, M. (2022). A Theoretical Review of Mobile Robot Locomotion based on Mecanum Wheels. EVERGREEN, 09(Issue 02):396–403. SPdigital (2023). Bater ́ıa port ́atil de 20.100 mah mophie encore 20k silver. Systems, . R. (2008). Revolution mobileplatform. Vasireddy, K. V., Rose G, M., Suresh, S., M, R., Sharma, S., and Mary Joy, S. 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García Vanegas, Jorge Andrés7124e278-a934-4877-a0af-bc160f5fa627-1Rodríguez Diaz, María Camilac6a3d3e5-75eb-476e-b43d-181f503c697c-12024-03-19T19:39:24Z2024-03-19T19:39:24Z2023Este trabajo de grado describe la implementación de un sistema omnidireccional en el robot móvil SowerBot. El cual, fue desarrollado por el Semillero de Investigación IMACUNA, adscrito al grupo de investigación D+TEC de la Universidad de Ibagué, para la automatización de procesos agrícolas. Para lograrlo, se ha reconfigurado y mejorado significativamente el sistema de tracción y dirección que ya tenia dispuesto el robot, implementando un sistema de dirección basado en cadenas de transmisión. La transformación del robot implicó modificaciones en la estructura mecánica, que incluyeron la selección de materiales y elementos mecánicos, lo que lo hace más resistente para su uso en entornos agrícolas. Se realizó la selección de actuadores y sistemas de transmisión para reducir el consumo energético y disponer de una mayor autonomía del robot. Finalmente, se dispone de un nuevo sistema de dirección de tipo omnidireccional en el robot móvil SowerBot. Lo que le permite realizar giros sin modificar la orientación de la estructura del robot. El consumo energético del robot se diferencia de otros prototipos similares tanto comerciales como de investigación, en el uso de dos motores para generar el cambio de dirección del robot. Este proyecto detalla sus avances técnicos y marca un camino hacia futuras investigaciones, adaptándose a las cambiantes demandas de la agricultura regional.This degree work describes the implementation of an omnidirectional system in the mobile robot SowerBot. This robot was developed by the IMACUNA research group, attached to the D+TEC research group of the University of Ibagué, for the automation of agricultural processes. To achieve this, the traction and steering system of the robot has been reconfigured and significantly improved, implementing a steering system based on transmission chains. The transformation of the robot involved modifications to the mechanical structure, which included the selection of materials and mechanical elements, making it more resistant for use in agricultural environments. Actuators and transmission systems were selected to reduce energy consumption and provide the robot with greater autonomy. Finally, the SowerBot mobile robot has a new omnidirectional steering system. This allows it to make turns without changing the orientation of the robot structure. The energy consumption of the robot differs from other similar prototypes, both commercial and research, in the use of two motors to generate the change of direction of the robot. This project details its technical advances and marks a path towards future research, adapting to the changing demands of regional agriculture.PregradoIngeniera Mecánica1. Introducción .1 1.1. Motivación y antecedentes .1 1.2. Objetivos .2 1.2.1. Objetivo general .2 1.2.2. Objetivos específicos. 2 1.3. Estructura del documento .3 2. Estado del arte .4 2.1. Robots móviles terrestres .4 2.2. Aplicaciones .5 2.3. Robot móvil SowerBot .8 3. Diseño y prototipado .13 3.1. Modificaciones del Chasis .14 3.2. Modificaciones del Sistema de Llantas .16 3.3. Integraci ́on del Sistema de Suspensión .19 3.4. Implementaci ́on del Sistema Omnidireccional .22 3.5. Unidad de Control Electrónica .25 4. Resultados experimentales .32 4.1. Generación de movimientos . 32 4.2. Generación de trayectorias .33 4.2.1. Trayectoria siguiendo hileras de un cultivo .34 4.2.2. Trayectoria atravesando hileras de un cultivo .34 4.2.3. Pruebas experimentales .35 5. Conclusiones .37 5.1. Conclusiones .37 5.2. Trabajos futuros . 38 Bibliografía .42 Anexos .43 A. Tornillería .44 B. Motores .45 B.1. Motorreductor DC 12 V marca Pololu .46 B.2. Motorreductor DC 12 V marca Vektra . 47 C. Componentes electrónicos .48 C.1. Tarjeta microcontrolador ATmega2560 . 48 C.2. Drivers de potencia DualMC33926 .49 D. Planos técnicos 50 D.1. Chasis .51 D.2. Módulo de llantas .5263 páginasapplication/pdfRodríguez Diaz, M. C. (2023). Implementación de un sistema omnidireccional por cadenas en el robot SowerBot. [Trabajo de grado. Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4153https://hdl.handle.net/20.500.12313/4153spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaArdunic (2023). Tiger power 7.4v 3500mah 30c 2s lipo battery xt60 plug.Arduino (2023). Arduino mega 2560 rev3.Bangert, W., Kielhorn, A., Rahe, F., Albert, A., bilber, A., Biber, P., Grzonka, S., Haug, S., Michaels, A., Mentrup, D., Hansel, M., Kinski, D., Moller, K., Ruckelshausen, A., Scholz, C., Sellmann, F., Strothmann, W., and Trautz, D. (2013). Field robot based agriculture remote farming.and ”bonirob apps”.Batlle, J. and Barjau, A. (2009). Holonomy in mobile robots. Robotics and Autonomous Systems, 57:433–440.Bermudez, G. (2002). Robots m ́oviles. Teor ́ıa, aplicaciones y experiencias, vo- lume 5 Num 10. Universidad Distrital, Tecnura.Binugroho, E. H., Setiawan, A., Sadewa, Y., Amrulloh, P. H., Paramasastra, K., and Sudibyo, R. W. (2021). Position and orientation control of three wheels swerve drive mobile robot platform. In 2021 International Electronics Symposium (IES), pages 669–674.Dhelika, R., Hadi, A. F., and Yusuf, P. A. (2021). Development of a motori- zed hospital bed with swerve drive modules for holonomic mobility. Applied Sciences, 11(23).Dimoush, C., Leader, T., Ramanathan, V., Geyer, C., Beaty, and Will (2020). Improved Swerve Drive Desing with Suspension.Domínguez, M. E. G. and Rey, G. G. (2007). Cadenas de rodillo. tendencias de desarrollo y dimensionales seg ́un normas iso.Ezkerra, J. M., Mujika, J., Uribetxebarria, J., Berasategi, L., and Fern ́andez, S. (1998). Vea-ii:mobile robot teleoperated and autonomous maniplation mis- sions. ScienceDirect.Fernández, R., Aracil, R., and Armada, M. (2012). Control de tracción en robots m ́oviles con ruedas. ScienceDirect.García, J. M., Bohórquez, A., and Valero, A. (2020). Efecto de la suspensi ́on en el direccionamiento de un robot skid steer movi ́endose sobre terrenos duros con diferente rugosidad. ResearchGate.Gfrerrer, A. (2008). Geometry and kinematics of the mecanum wheel. Science- Direct.González, R., Rodr ́ıguez, F., and Guzm ́an, J. L. (2015). Robot m ́oviles con orugas historia, modelado, localizaci ́on y control. ScienceDirect.Goris, K. 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