Diseño e implementación de un prototipo robótico de 4GDL a partir de la aplicación de una guía metodológica propuesta

Abstract

En la presente Tesis se describe el diseño y la implementación de un prototipo robótico de 4 GDL con la finalidad de contribuir en la educación práctica y hacer frente a la gran revolución tecnológica. El diseño se realiza empleando una guía metodológica que surgió de la integración entre la metodología VDI 2206 como una visión integral para el análisis y desarrollo de las principales disciplinas que conforman la ingeniería mecatrónica y la metodología de Design Thinking como herramienta para la identificación de la problemática en sus diferentes contextos. Se inicia la investigación con los antecedentes, obteniendo la información necesaria para comprender la problemática y llegar así a un diseño de prototipo que logre cumplir con la lista de requerimientos que plantean los objetivos. El prototipo robótico presentado es de bajo costo y a menor escala a comparación de uno a nivel industrial. Previamente se ha analizado, formulado y simulado en base a los cuatros modelos representativos del sistema en sus diferentes niveles de abstracción y utilizando como herramienta de diseño el software de SolidWorks para el análisis y estudio de las tecnologías CAD/CAE, obteniendo un diseño modificable, práctico y con especificaciones bien fundamentadas. Luego de formular las expresiones matemáticas se muestra la simulación gráfica de las variables involucradas utilizando el programa de MatLab. Finalmente se presenta la elaboración de los planos mecánicos y electrónicos, los cuales se contrastan con la implementación del prototipo mostrando resultados satisfactorios.

This Thesis describes the design and implementation of a 4 GDL robotic prototype with the purpose of contributing to practical education and coping with the great technological revolution. The design is carried out using a methodological guide that emerged from the integration between the VDI 2206 methodology as an integral vision for the analysis and development of the main disciplines that make up mechatronic engineering and the Design Thinking methodology as a tool for the identification of the problem in their different contexts The investigation begins with the background, obtaining the necessary information to understand the problem and thus arrive at a prototype design that manages to comply with the list of requirements set by the objectives. The robotic prototype presented is low cost and on a smaller scale compared to one at the industrial level. Previously, it has been analyzed, formulated and simulated based on the four representative models of the system at its different levels of abstraction and using SolidWorks software as a design tool for the analysis and study of CAD / CAE technologies, obtaining a versatile design, Practical and with well-founded specifications. After formulating the mathematical expressions, the graphic simulation of the variables involved using the MatLab program is shown. Finally, the elaboration of the mechanical and electronic plans is presented, which are contrasted with the implementation of the prototype showing satisfactory results.