Latest revision as of 09:17, 25 June 2014

• Project Name: MYRAbot: A low cost robotic platform
• Authors: Carlos Rodríguez Hernández
• Academic Year: 2012-2013
• Degree: Graduate
• Tags: MYRA, Turtlebot,
• Technologies: Arduino, ROS, Bioloid,
• Status: Finished
• Source License: GPLv3

Resumen

Codename: MYRAbot + arm

En esta propuesta planteamos el desarrollo de un brazo robótico de bajo coste para su integración en un robot asistencial. El objetivo de construcción de este brazo es el de ofrecer funcionalidades que favorezcan la interacción humano robot en entornos de telasistencia. En este caso se integrará sobre el robot asistencial MYRAbot. El proyecto tendrá dos líneas de trabajo, una línea orientada al desarrollo físico del dispositivo y otra al software que lo controla. Desde el punto de vista del hardware construiremos el brazo utilizando componentes del kit educativo Bioloid y lo controlaremos con la plataforma de hardware libre Arduino Mega. Atendiendo a la línea software tendrá dos componentes: 1. El software del interface que será instalado sobre la placa Arduino Mega y que se encargará de gestionar los movimientos del brazo robótico a partir de los datos recibidos por el programa de control. 2. El programa de control, lanzado desde un PC, que será el encargado de tomar las decisiones de acción del brazo y enviarlas al Arduino mega. Las posiciones serán calculadas a partir del modelo cinemático desarrollado para este proyecto.

El brazo robótico nos permitrá ofrecer funcionalidades adicionales en labores de asistencia como agarrar objetos, transportarlos o señalarlos o realizar acciones de dialogo con el humano como saludar. Este proyecto está planteado para su despliegue experimental en entornos reales.

Desarrollo hardware

Partimos del diseño realizado por willowgarage para el Turtlebot, por ser una de las soluciones más económicas y con muchas posibilidades, tanto para su construcción, como para su control.

El brazo robótico desarrolado consta de 5 grados de libertad, con articulaciones rotacionales y una estructura angular articulada. Los actuadores utilizados son servomotores serie, concretamente los Dynamixel AX-12.

Para la mayor parte de la estructura se han utilizado las piezas del kit educativo Bioloid. Para la base y las pinzas de la mano, se han utlizado métodos de fabricación digital (FabLab León), diseñando las piezas con Rhinoceros y fabricadas con una impresora 3D en ABS para la base y con una maquina de corte por láser, en metacrilato para las pinzas. El brazo robótico, será controlado por el PC, através de un interface (controlador). Para el interface, se ha optado por utilizar una de las plataformas de desarrollo hardware más utilizadas, Arduino. Concretamente se va a utilizar un Arduino Mega por poseer de varios puertos series.

Estudio del modelo cinemático

Se ha analizado el movimiento del robot con respecto a un sistema de referencia situado en la base, para obtener una descripción analítica del movimiento espacial y, en particular, de la posición y orientación del extremo final del robot. Es estudio cinemático se ha llevado acabo por el método geométrico y por el método general de Denavit Hartenberg, para la obtención de la cinemática directa e inversa.

Desarrollo software

El programa de control del brazo estará ubicado en el PC, el cual enviara las instrucciones oportunas a través de un interface. Por lo tanto se han desarrollado dos programas, uno que estará ubicado en el PC y se encargara del control del brazo y otro ubicado en el interface, que se encargara de leer las ordenes del PC y transmitirlas a los servomotores y de leer el feedback de estos y transmitir esa información al programa de control, ubicado en el PC.

Integración con MYRAbot

La construcción de este brazo, tiene como finalidad la implementación de los servicios ofrecidos por la plataforma robótica de teleasistencia MYRAbot. Para ello se ha desarrollado una nueva estructura con partes móviles, para facilitar la interacción con las personas y para poder incorporar el brazo robótico. Esta estrctura ha sido realizada en contrachapado, por métodos de fabricación digital. Diseñada con rhinoceros y construida con una fresadora CNC de 3 ejes (FabLab León )

El brazo se ha montado sobre una pequeña plataforma, acoplada a la estrcutura anteriormente mencionada,a una altura aproximada de 75cm de tal manera que el robot pueda coger objetos ubicados sobre una mesa. Para validar la situación del brazo, se ha procedido a realizar una serie de pruebas donde el robot ha realizado la tarea de recoger dos botellas vacías situadas sobre una encimera y arrojarlas a la basura.

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