SISTEMA DE MOVIMIENTO IMAGEN DE BRAZO HUMANO APLICADO EN ROBOT DE 5 GRADOS DE LIBERTAD

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1 SISTEMA DE MOVIMIENTO IMAGEN DE BRAZO HUMANO APLICADO EN ROBOT DE 5 GRADOS DE LIBERTAD AUTORES: Carlos A. Alva, Irvn Samamé, Manuel Gómez, Joel O. Castllo, ASESOR: Maro B. Chauca, Escuela Profesonal de Ingenería Electrónca, Unversdad Rcardo Palma, Perú. Resumen: El proyecto consste en el control de un brazo robótco de 5 grados de lbertad con un sstema adaptable mecánco a un brazo humano como un puntos de referencas para consegur dcho robot reproducr la poscón exacta de las artculacones que tene el brazo humano en tempo real. Uso de procesamento dgtal de señales y algortmos matemátcos para consegur la lnealdad y acondconamento de los sensores de movmento de rotacón ntegrado en el sstema mecánco adherdos al brazo humano. Con ello se consgue hacer un sstema de control de los servomotores del robot para su posconamento angular que este caracterza. El uso de Mcrocontroladores para la mplementacón se desarrolla los algortmos que permten el desarrollo del proyecto en lenguaje C y además con uso de varables de punto flotante para la facldad del desarrollo de ecuacones matemátcas que este mplca. Incluso permte el desarrollo de ntegracón adconal de sensores para el óptmo desempeño del sstema magen del brazo humano. Palabras clave: Robot, Servomotor, Mcrocontrolador, Acondconamento, Cnemátca. Abstract - The project consst to control a robotc arm that have 5 degrees of freedom usng a mechancal adaptable system to a human arm as a control system so gettng ths robot comes to replcatng the poston of the jonts that have the human arm. Usng analog sgnals to dgtal module of Mcrocontrollers for readng the rotatonal moton sensors bult nto the mechancal system attached to the human arm. Nowadays, the management of robotc systems usng adaptable mechansms to any body s part s beng drven for applcatons n dverse areas lke electroncs, bomedcal and surgcal systems for robotc tele-controlled electronc systems and the supervson of a approprate personnel. On the other hand, the ndustry where materals are manpulated objects or repettve tasks whch earler, n prevous decades, was done by human labor, have been replaced by robotc systems, whch are suffcent to perform functons that requre manpulaton objects wth a precsonautonomously certanty that a common man cannot do on ther own. Resultng n a new perspectve on the ndustry, mproved effcency n producton s the development of nformaton technologes and communcaton technologes (ICTs) have allowed these areas to expand wthout lmts, thus facltatng the user s acheved as well as qualty of lfe for ths. A clear example that we can perceve are the systems whch can be handled remotely va any communcaton system or rado frequency remote access. Ths nspred the presentaton of the project n ths artcle whch has as ts prmary msson to foster and promote the development of ths area so that Peru has research centers to create and market nnate technology at a lower cost. Demonstrate that the project focused n the area of robotcs s not only exclusve to developed countres. Keyword: Robotc, Mcrocontroller, Sensor, Ultrasonc 1. Introduccón En la actualdad la gestón de los sstemas robótcos utlzando perfércos adaptados a cualquer parte del cuerpo humano está sendo fomentada hoy en día para aplcacones en dversas áreas de la electrónca como la bomédca para los sstemas qurúrgcos y tele robótcos, controlada por sstemas electróncos y la supervsón de un personal adecuado. Por otro lado, la ndustra donde se manpulan objetos o materales en tareas repettvas cuales anterormente, en décadas anterores, era realzado por mano de obra del hombre, han sdo reemplazados por los sstemas robótcos, cuales son sufcentes para realzar tareas que requeren la manpulacón de objetos con una precsón-certeza en forma autónoma que un hombre común no puede realzar por cuenta propa. Dando como resultado una nueva perspectva en la ndustra, una mejor efcenca en la produccón. Es más con el desarrollo de las tecnologías de la nformacón y la comuncacón (TIC) que ha permtdo expandrse sn límtes dchas áreas; en consecuenca, se obtene facltar al usuaro como tambén la caldad de vda de éste. Por ejemplo, sstemas que permtan que se manpule de forma remota a través de cualquer sstema de comuncacón de Rado frecuenca o de acceso remoto. Esto nspró en el proyecto que se presente en este artículo del cual tene como msón prncpal fomentar el desarrollo de esta área para que el Perú tenga centros de nvestgacón ID: PR-ELC-007 Págna 1 de 7

2 para crear tecnología propa y comercalzar a un menor coste. Demostrar que el proyecto orentado en el área de la robótca no sólo es exclusvo para los países desarrollados. La eleccón de un buen sensor para el presente proyecto fue de gran mportanca y se basa en la analogía que a su vez hace un brazo robótco y un potencómetro, refrendo que una artculacón humana realza un gro respecto a un eje magnaro como tambén es característco en la varacón del ángulo de la perlla del potencómetro respecto a un eje fjo. Esta smltud nos permte desarrollar un sstema mecánco, adaptable a la dnámca de los movmentos del brazo humano y a la vez que le permtan varar el ángulo de gro de las perllas del potencómetro dando como resultado que la resstenca no lneal del potencómetro varía constantemente según los movmentos realzados en el mecansmo de control. Ver Fg. 1. Fg. 1 Analógca respecto a los movmentos realzados por las artculacones. A la derecha potencómetro con su gro respecto a un eje y a la zquerda brazo humano anmado en software. El mecansmo adherdo al brazo humano es adaptable a los movmentos de este y además tene potencómetros llamados en adelante sensores cuyas saldas se les muestrea para su procesamento en tempo real gracas a los módulos conversores analógcos-dgtales (ADC de las sglas en ngles Analog-to-Dgtal Converter) de los crcutos ntegrados programables PIC (En sus sglas en ngles PIC puesta por Mcrochp Tecnología Inc.). El número de módulos ADC es proporconal a los grados de lbertad que tene el brazo robótco y el cambo en la resstenca no es proporconal al ángulo de gro del potencómetro lo cual oblga utlzar algortmos en el programa lógco para tomar en tramos la curva logarítmca característca de los potencómetros. Esto se realzara con procesamento dgtal de señales para el acondconamento. lnealzacón en una de las 4 ecuacones lneales por la que se dvdó en tramos la ecuacón logarítmca del sensor. A través del canal de entrada selecconado, se aplca la señal de analógca a un condensador de captura y mantenmento (sample and hold) y luego se ntroduce al conversor, el cual proporcona un resultado dgtal de 10 bts de longtud usando la técnca de aproxmacones sucesvas. El conversor A/D es el únco dspostvo que puede funconar en modo Reposo (SLEEP), para ello el reloj del conversor deberá conectarse al osclador RC nterno. [1] Cada modulo ADC tene una frecuenca de muestreo de 50hz consguendo un ancho de banda de 400bps por cada bus de datos. Esta es frecuenca en la que se trabaja la captura de los datos tene una relacón fuertemente lgado al tempo de los pulsos de control de los motores de brazo robot ya que estos tenen característcas para su control compatble con el tempo de respuesta de los sstemas de control de este. El perodo entre el pulso y pulso no es crítco. Se suele emplear valores entre 10 ms y 30 ms, aunque lo habtual es utlzar 20 ms, que mplca una frecuenca de 50 Hz. S el ntervalo entre el pulso y pulso es nferor al mínmo puede nterferr con la temporzacón nterna del servo causando un zumbdo y la vbracón del brazo de salda. S es mayor que el máxmo, entonces el servo pasara a estado dormdo entre pulsos provocando que se mueva a pequeños ntervalos.. [2] La velocdad de captura de los datos es relatvamente medana ya que de por s el brazo humano no puede realzar gros en pequeñas fraccones de tempo, es por eso que sería tambén factble dsmnur el número de muestras por segundo ya que de lo contraro habría muestras repettvas y las cuales se procesarían en vano además este es perodo de muestreo es característca de un nterrupcón nterna del algortmo de lnealzacon del sensor con una curva logarítmca característca (Ecuacón 1). Ver Fg Materales y métodos 2.1 Mcrocontrolador, sus prestacones para la lnealdad del sensor y procesamento dgtal El Mcrocontrolador que se adecua según las demandas del proyecto y a ser utlzado es el PIC16F877A. Utlzando el modulo ADC de este PIC, se ngresa por un canal analógco del modulo del Mcrocontrolador tomando 50 muestras por segundo. La señal no lneal del sensor ngresa por el canal analógco y según el nvel de voltaje y posteror cuantfcacón se clasfca medante el algortmo de Fg. 2 Curva característca no lneal del sensor: Se toma tramos lneales para el proceso de la señal entrante Una vez así se tene una relacón lneal el cual determna el ancho de pulso de la onda modulada PWM el cual según una tabla guardada en el controlador va determnar el gro precso de los servomotores del brazo robótco. Ver las ecuacones del sstema. ID: PR-ELC-007 Págna 2 de 7

3 R ref V V * R f ( Degree ) o s ref sensor (1) (2) Donde: Vo = Tensón de salda del potencómetro Vs = Tensón de entrada del almentacón (5 voltos) R ref = Resstenca de referenca en funcón del ángulo de gro. Valor mínmo y máxmo de 0 a 10 KΩ f(degree sensor ) = Funcón no lneal del potencómetro por el cual se lnealza por tramos El dvsor de tensón es el prncpo el cual permte tener una salda eléctrca contnua y varable dependente del ángulo de gro del potencómetro realzado por el usuaro pero con salda no lneal (Ecuacón 2). A partr de esta relacón sobre el dvsor de voltaje de salda se coloca en la entrada un canal análogo del Mcrocontrolador el cual requere de una buena resolucón de conversón para esto se utlzara un conversor analógco-dgtal de 10 btos y para este caso un rango de trabajo de hasta 5V no dferencal. La no lnealdad de la ecuacón característca del sensor se acondcona en software para su fácl proceso ubcando al voltaje de entrada en un tramo lneal, proceso smlar utlzado en los compresores dgtales de la ley A. La mayor parte de los sstema PCM (Modulacón por Pulso codfcado del las sglas en ngles Pulse-code Modulaton) utlza un códgo de 7 bts, y el sstema de modernos usan un códgo de 8 bts con una mejor actuacón en la dstorsón de cuantfcacón. la de compresón y expansón y la codfcacón se realza al msmo tempo, smultáneamente. Las funcones de compresón y posteror expansón son logarítmcas, una curva de pseudologartmca formado por un mayor control segmentos lneales mparte a nvel de la señal baja alto peso y menos peso a las señales de alto nvel. [3] Una vez tenendo relacones lneales con la entrada y salda se determna una últma relacón de entre la señal ya procesada con un valor de ancho de pulso la cual está defnda por una tabla guardada en el programa del Mcrocontrolador. Dcho ancho de pulso se determna en una ecuacón lneal guardada en la memora de programa del PIC tratada con varables en formato de punto flotante para mejor trato en cálculos con valores reales y fracconales el cual es característco en los valores que se tratan en las ecuacones de lnealdad. En esto se smplfca el dagrama de bloques del proyecto desde la entrada del sensor hasta las líneas de control de los actuadores, en este caso servomotores muy usados en robótca. Ver Fg. 3. Número de punto flotante se utlzan para representar números fracconaros no entera, por ejemplo, 3,256, 2,1, 0,0036, y así sucesvamente. Números de punto flotante se utlzan en la mayoría de INGENIERÍA y cálculos técncos. el estándar de punto flotante más común es el estándar IEEE, según el cual los números en coma flotante se representan con 32 bts (precsón smple) o 64 bts (doble precsón). [4] Fg. 3. Dagrama de bloques del programa de control del Mcrocontrolador del proyecto: entrada analógca con respuesta de pulso modulado en ancho de pulso Este a pesar ser un sstema de lazo aberto sgue sendo my ndferente a las perturbacones pequeñas o relatvamente lgeras ya que los servomotores usados son sstemas realmentados para el control de su ángulo de gro. Para un mejor respuesta y sendo censada se usaría encoder para mayor facldad para el sstema lazo cerrado. El numero de sensores y su acondconamento físco smple es vtal para confgurar el modo y el número de canales analógcos que el proyecto requera. Esto se puede determnar con el número de sensores utlzados para el propósto y así el procesador realce multplexacón y la dvsón de la frecuenca de muestreo. La ubcacón del multplexor en el sstema de canales para las meddas en varas arqutecturas para la adquscón de datos. La mayoría de las arqutecturas de uso común de alto nvel o de bajo nvel de multplexacón. Por lo tanto, cada señal debe estar acondconada antes de ser multplexado, lo que aumenta el costo del dseño. La ventaja de estos sstemas es que su velocdad de conmutacón, y por lo tanto la tasa de muestreo, puede ser rápda debdo a que cada señal ha sdo adaptado ndvdualmente a las especfcacones del multplexor. Los Mcrocontroladores que ncluyen un convertdor A / D con varas entradas analógcas (normalmente hasta 16 entradas) tenen el multplexor ntegrado en el chp, pero no el amplfcador o el fltro que debe ser conectado externamente. Algunos multcanal convertdores A / D no ncorporan el amplfcador o el fltro tampoco. S es necesaro tomar muestras de varas señales al msmo tempo, es necesaro dsponer de un amplfcador de muestreo y retencón para cada uno de ellos. [5] 2.2 Brazo Robot Actuadores de potenca y precsón El brazo robótco dseñado tene como nspracón la arqutectura del brazo humano. Tanto sus longtudes y artculacones en escala de reduccón para la dsmnucón de coste. Los motores a utlzar son los servomotores ya que son de gran rapdez y precsón. Según las dmensones del brazo robot se usaron servomotores de grandes prestacones desde torques de 5 a 33 kg-cm de torque y con una velocdad de 0.2 seg/60. Ver Fg. 4. ID: PR-ELC-007 Págna 3 de 7

4 del antebrazo con respecto al eje del codo. Luego las dstancas correspondentes d 1, d 2, etc. Ver Fg.5 Fg. 4 Brazo robótco de 5 grados de lbertad: servomotores y armazones de metales y plástco El materal por su dureza y lgereza utlzado es el alumno y parte de plástco para mayor flexbldad. Reducendo el peso notoramente s se realzara con acero y aumentando la confabldad del mecansmo ante perturbacones por su rgdez. El control de ángulo de gro de los servomotores esta en un smple algortmo que hace varar el ancho de pulso de la señal modulada en PWM (Modulacón por ancho de pulso de sus sglas en ngles Pulse-Wdth Modulaton), usando el modulo CCP (Modulo de Captura, Comparador y PWM) del Mcrocontrolador PIC16F877A. La confguracón de este robot vene ser angular ya que es característco del brazo humano y como tambén permte mayor facldad en su construccón y modelamento. Los dagramas muestran en varos tpos comunes de un mecansmo de robot. Con los avances en el estado de la técnca en algortmos de cnemátca y las capacdades de hardware de procesamento, el cálculo es mucho menos de una restrccón en la eleccón del mecansmo de lo que era para los dseñadores de robots temprana. La eleccón de la estructura mecánca del robot depende sobre todo de las exgencas fundamentales de mecánca como de carga y tamaño de área de trabajo. Tenendo en cuenta un determnado nvel de costo, por lo general hay un equlbro entre el tamaño del espaco de trabajo y la rgdez. Para que el robot para llegar dentro o alrededor de los obstáculos es claramente ventajoso utlzar un dseño mecánco artculado. [6] Para el modelamento matemátco de la cnemátca de este robot para su posteror estudo y control con cnemátca drecta e nversa. Se plantea las matrces característcas de dcho robot, las cuales se realzaron meddas longtudnales y angulares en el sstema nternaconal para luego ser expresado lteralmente para generalzar dchas matrces para cualquer sstema robótco smlar. Para esto se demuestra la cnemátca de un grado de lbertad elgendo como punto de referenca eje de gro de la artculacón del hombro luego el del codo y así consecuentemente todas las artculacones que este tene. El ángulo α vene hacer el ángulo del punto de referenca respecto a la artculacón del hombro y el ángulo β vene hacer el ángulo de gro de la artculacón Fg. 5 Brazo robótco smulado en software de dbujo mostrando meddas longtudnales y angulares para el modelamento matemátco En numerosos problemas de robótca es necesaro nvolucrar transformacones compuestas generadas medante un sere de operacones elementales de traslacón o rotacón. Así, por ejemplo, resulta natural asocar un sstema de referenca a cada artculacón de un manpulador. S se desea conocer la localzacón de la pnza stuada en el extremo del últmo enlace, es necesaro estudar la trasformacón compuesta que relacona este extremo con la base del manpulador [7] De esta manera se obtendrá las matrces correspondentes por ejemplo de rotacón de la artculacón hombro +1 respecto a la referenca. Y por ultmo matrz de desplazamento realzando la multplcacón de las matrces menconadas. Ver matrces. cos sn 0 0 sn cos 0 0 1M (3) d 1' 1 2 M (4) cos sn sn cos 0 0 1' M (5) cos sn 0 0 sn cos 0 1' M * 1' M (6) d ID: PR-ELC-007 Págna 4 de 7

5 Donde: = Sstema de referenca + 1 = Artculacón del hombro + 2 = Artculacón de Codo + 3 = Artculacón de Muñeca + 4 = Artculacón de Tenaza M = Matrz de referenca de +1 respecto a 1 1' 2 M =Matrz de Rotacón de +2 con respecto a un punto +1 sendo una poscón cualquera de +1 M * M =Matrz de desplazamento de +1 1' 1 2 1' respecto a la artculacón +1 con su respectvo ángulo β Con el objetvo de este modelamento matemátco se lograra consegur las confguracones del robot con tal que el posconamento del efector fnal este después defnda en este caso va ser una pnza con la facultad de coger objetos pequeños para manpular herramentas o sea cual fuera la aplcacón determnada a ser aplcada. Aquello se consegurá con la teoría de la cnemátca drecta o nversa. La cnemátca drecta de un robot determna la confguracón del efector (la pnza o una herramenta montado en el extremo del robot), dada la confguracón relatva de cada par de eslabones adyacentes del robot. En esta seccón, nos lmtamos a los manpuladores de cadena aberta en la que los vínculos forman una cadena en sere y de cada par de enlaces está conectado, ya sea por una artculacón gratora o un prsmátco (deslzamento) conjunta. Para fjar notacón, el número de juntas de 1 a n, a partr de la base, y el número de tales vínculos esa artculacón conecta enlaces - 1 y. Vncular 0 se toma como la base del manpulador y n enlace se adjunta de forma rígda al efector fnal. [8] Ahora ben la cnemátca nversa es forma contrara sea un punto cualquera se defnrá s es posble alcanzar con el efector fnal dcho punto y s lo es, las posbles confguracones del robot para lograr el objetvo. Esta sgue sendo una mportante matera para una mayor expansón de aplcacones del procesamento dgtal de señales e mágenes. Dado que este procedmento determna matemátcamente la poscón adecuada del robot para alcanzar su punto fnal. La cnemátca nversa es crucal, que determna la capacdad de un robot para cumplr con una tarea a través de la ejecucón del movmento en el espaco artcular. En consecuenca, el objetvo de la cnemátca nversa consste en calcular las propuestas de resolucón deseada de las varables comunes para un movmento dado especfcacón del marco del efector fnal en el espaco de trabajo. [9] 2.3 Mecansmo Adaptable al Brazo Humano El dseño y construccón del mecansmo tene como fn capturar los movmento dnámcos del brazo humano sea cual fuera su movmento, sea un gro a la vez o múltples de una artculacón adecuándose a dcha extremdad humana con una gran comoddad y lbertad para realzar movmentos. Con el objetvo prncpal de hacer grar los sensores para el muestreo constante del cual sstema realzado. El materal usado es papel de alta densdad recclados para ncentvar la concenca ambental que se agrava cada día más y demostrando el uso dverso y gran envergadura que éste se pueda dar. El mecansmo adaptable tene un mando de control de 2 dreccones las cuales va junto a la mano del usuaro para el control de la pnza para la precsón censando constantemente los movmentos del mando que se hace en él. El dseño adaptable a dferentes tpos de brazos humanos permtría el uso ndferente a cualquer usuaro. Para que sea posble aun mas esto se desea mplementar en otros tpos de materales utlzados en la ortopédca y así consegur un uso especfco para personas con mpedmentos físcos para realzar tareas en que esta sea demandada. Incluso el uso de dcho materal de construccón debe ser lgero, resstente al tempo y desgaste físco para que así los sensores no esté expuesto a áreas de demasada fatga ocasonando mala lectura y respuesta ante el robot. Fg. 5 Mecansmo adaptable al brazo humano: Dseñado el brazo del usuaro con sensores y mando de control 3. Resultados y dscusón Sstema Mecánco Adaptable al Brazo Humano El dseño del mecansmo fue propo a su objetvo, además la adaptacón a dferentes tamaños de brazos humanos de los usuaros, hace posble que cualquer persona-usuaro pueda manpular este sstema con el fn de controlar el brazo robótco con totaldad. Un ejemplo certero ante este dseño se pude aprecar en los sstemas de artculacones ortopédcas para personas con alguna dscapacdad específca. Se observa en la pruebas del proyecto que el brazo robótco refleja certa vbracones en su funconamento. ID: PR-ELC-007 Págna 5 de 7

6 Esto es debdo a que el brazo humano tene pequeños movmentos nvoluntaros, común para cualquer usuaro. Por este motvo se tomara en cuenta para el dseño de fltros dgtales que dsmnuya o smplemente elmne las vbracones del brazo humano censadas para que no se pueda mostrar en el sstema magen del brazo robótco de 5 grados de lbertad. El materal usado, en este mecansmo permte la comoddad y manobrabldad del usuaro, permtendo que éste tenga la facultad de controlar el robot por largos perodos de tempo. Esto fue observado en las dstntas pruebas realzadas, para observar el comportamento y aceptacón del mecansmo adaptable al brazo humano. Se le agrego un mando de control tpo joystck para que el usuaro pueda manpular las artculacones de rotacón de la pnza, permtendo que este tenga una gran facldad para la manpulacón de objetos por el sstema magen del robot de 5 grados de lbertad. El joystck tene sensores de gran precsón, permtendo así que el usuaro no tenga dfcultades en la manpulacón de dchos objetos, ya que estos pueden tener una gran mportanca en su traslado o movmento según sea la aplcacón del robot. Brazo Robot de 5 Grados de Lbertad El brazo robótco trabaja con servomotores de dstntas característcas mecáncas, resultado más común el torque característco de cada motor. Dado que el torque máxmo se expermento en la artculacón del hombro ya que este soporta todo el mecansmo, se uso un motor de gran potenca y buena amortguacón para que no exstan osclacones al hacer el movmento de todo el robot por el hombro. Inclusve los gros de este motor esta con un algortmo dstnto al resto de motores y se dferenca que este tene un respuesta más lenta hacendo que no haya sobre mpulso en las respuestas del motor. El alumno usado permte dsmnur sgnfcatvamente masa de cada parte del robot hacendo que la nerca producda en sus gros sea menor. Mejor aún los servomotores tenen ntegrado un sstema realmentado permtendo que los movmentos de cada grado de lbertad no tengan errores de poscón; es decr, que el sstema es estable con un sobre mpulso muy pequeño y una respuesta rápda. Para realzar una analogía es gual que a un brazo humano, objetvo prncpal de este proyecto. La pnza de dcho robot tene un mecansmo que permte manpular objetos de un tamaño relatvamente pequeño y sn mportar en qué poscón se encuentren, ya que la pnza fue dseñada para obtener muestras en dstntas poscones en que se encuentren. Para mejorar y ayudar a obtener las muestras se le agrega en las tenazas un materal rugoso para la facldad con objetos de superfces lsas. La deteccón de objetos suponendo que el usuaro no pueda tener alcance de robot, este se le mplementado un sstema sonar que permte detectar objetos de una dstanca corta de 3 centímetros como mínmo. Inclusve el sensor ultrasónco mplementado permte tener un alcance máxmo de deteccón de 6 metros con una grafca de la onda muy estrecha para que sea drecconal. Estos resultados son mostrados en una pantalla grafca que permte tener sempre a la vsta del usuaro la dstanca que se encuentra del objeto a manpular. Y para que sea de un volumen mayor de deteccón se hace grar el modulo ultrasónco para tener un mayor obtencón de datos de longtudes de los objetos próxmos al robot; es decr, el sstema robótco es capaz de detectar cualquer objeto próxmo o lejos a él, ncluso determnar la dstanca que se encuentran. El aporte sgnfcatvo del procesamento de señales dgtales ha permtdo tener un avance claro en este proyecto con la mplementacón de sstemas dgtales ntegrados de caldad óptma. Sstema de Control y Proceso Para dcho sstema, se tene Mcrocontroladores que permten el control. Estos tenen dos fuentes ndependentes pero con masa en común. Esto debdo a que estos crcutos son sensbles a los cambos bruscos de corrente y esto ocurre prncpalmente en los servomotores cuando están en funconamento. Para evtar esto se usa una fuente de gran potenca con un máxmo de 40 amperos de salda de 5 voltos DC y para los crcutos de control una fuente pequeña, sufcente para su desempeño. La programacón en lenguaje de alto nvel como el C, fue de gran ayuda para la flexbldad de los recursos nternos de los Mcrocontroladores PIC, se utlzaron recursos de comuncacón y como tambén de control de motores como es característco de estos crcutos ntegrados. Todo el sstema de almentacón ya tene ntegrados ventladores de refrgeracón para su óptmo funconamento. Para las placas de control tene sstemas de lumnacón para su fácl conexón a los dos sstemas robótcos y mecánco adaptable al brazo humano para el proceso y respuesta en tempo real. 4. Conclusones El proyecto realzado tene dversas aplcacones tanto ddáctcas como en la ndustra que actualmente se dfunde cada día más. Se ve una aplcacón de gran mportanca en las artculacones ortopédcas de uso para personas con alguna dscapacdad. Se aspra con el tempo ser un producto al alcance de cualquer usuaro. Se encontró una varable en la nvestgacón que no se antcpo, el hecho que el brazo humano tene pequeñas vbracones cas mperceptble al ojo humano, esto trajo la necesdad nvestgar este factor que nfluye mucho en las respuestas del brazo robótco que la defno como vbracón reflejada. La vbracón reflejada hace que la señal analógca muestreada varé en pequeñas cantdades de nveles de voltaje y como consecuenca hace varar la señal dgtal procesada en sus últmos btos menos sgnfcatvos producendo respuestas ID: PR-ELC-007 Págna 6 de 7

7 al brazo robótco vbratoros. Se encontró una manera en reducr este rudo agregando un fltro de utldad en la electrónca conocdo como fltro ant-rebote o en termno en ngles debouncer utlzado para fltrar el rudo que produce al presonar un pulsador mecánco. El desempeño de este robot es dependente de la tecnología usada en los motores, esto quere decr que el proyecto realzado es muy flexble a los cambos de pezas ya que los armazones son de uso exclusvo para servomotores de cualquer tpo de marca que se adquera. Para el uso de cualquer otro tpo de motor dstnto de los servomotores, se precavó que deberá tener un juego de engranajes para la fácl adaptacón al mecansmo del proyecto. [2] Enrque Palacos y otros, Mcrocontrolador PIC16F84 Desarrollo de proyectos, Alfaomega - Ra-ma, Prmera edcón, 2004, Méxco, p 508. Roger L. Freeman, Telecomuncatons System Engneerng, John Wley & Sons Inc., 2004, p. 268 [3] Roger L. Freeman, Telecomuncatons System Engneerng, John Wley & Sons Inc., 2004, p [4] Dogan Ibrahm, Advanced PIC Mcrocontrollers Proyects n C from USB to Zgbee wth the PIC 18F Seres, Elsever Scence & Technology Rghts Department n Oxford, 2008, p. 31. [5] Fernando E. Valdés Perez y Ramon Pallas- Areny, CRC Press, ISB , 2009, pp [6] Bruno Slcano y Oussama Khatb, Handbook of Robotcs, Spnger, 2008, p.975 [7] Anbal Ollero Baturone, Robótca Manpuladores y robots móvles, Alfaomega- Marcombo, 2001, p.55. [8] Rchard M. Murray y otros, A Mathematcal Introducton to Robotc Manupulaton, CRC Press, 1994, p.101. [9] Mng Xe, Fundamentals of Robotcs Lnkng Percepton to Acton, World Scentfc, Vol. 5, 2003 p.87 El procesamento dgtal de señales permte el avance del proyecto en dversas ramas, en donde se aplcará el procesamento de mágenes para la automatzacón del robot e ntelgenca propa. Hacendo que en el futuro el robot pueda ser manpulado por un usuaro o por s solo gracas a los sstemas dgtales programables ntegrados. Para que el procesamento dgtal se logre con sstemas de altas prestacones se deberá tomar en cuenta el uso de los procesadores dgtales de señales que permten realzan operacones a grandes velocdades de proceso y con un menor consumo de energía por su mnaturzacón. Las altas prestacones de estos componentes dsmnurán los costos en una parte muy consderable. Llegando así a poder comercalzar este producto al alcance de cualquer usuaro para usos en dstnta áreas de la electrónca. 5. Agradecmentos Los autores reconocen con agradecmento las contrbucones de los docentes y autordades de la Unversdad Rcardo Palma, cuyo rector es PhD. Iván Rodríguez, a la Facultad de Ingenería, cuyo Decano es el Dr. Leonardo Alcayhuamán, al Ing. Pedro F. Huamaní por su asesoramento en modelamento matemátco, a nuestro asesor Ing. Maro B. Chauca por su apoyo tanto en el proyecto y revsón del artculo presente, a todo el Staff de Ingeneros docentes de nuestra nsttucón y a nuestro Drector de Escuela y profesor el Dr. Oscar Penny por su apoyo ncondconal que nos brndo para hacer realdad el proyecto presente. 6. Referencas [1] José María Angulo Usategu y otros, Mcrontroladores PIC Dseño practco de aplcacones 2da parte, McGraw Hll, 2da edcón, 2006, p ID: PR-ELC-007 Págna 7 de 7

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