Robot Móvil Con Brazo Manipulador (RMBM)

Problemática:

Crear un robot accesible y de bajo costo usando tecnologías maker, con la capacidad de moverse y manipular objetos.

Idea-Concepto:

El diseño se basa en la fabricación digital mediante impresión 3D, lo que permite reducir costos y personalizar componentes según necesidades específicas. El robot integra una pinza mecánica diseñada específicamente para manipular pelotas, montada sobre una base móvil de dos ruedas que proporciona la maniobrabilidad necesaria. El control se realiza a través de una aplicación móvil vía Bluetooth, aprovechando la familiaridad de los usuarios con los smartphones y eliminando la necesidad de controles dedicados.

El proyecto incorpora elementos clave de la ingeniería mecatrónica: la estructura mecánica impresa en 3D demuestra principios de diseño y manufactura; el sistema electrónico, basado en Arduino y componentes comunes como el puente H L298, ilustra conceptos de control y electrónica; y la programación del microcontrolador junto con el desarrollo de la aplicación móvil introduce aspectos de software y comunicaciones.

Filamento PLA

Placa Arduino UNO

LAFVIN Expanding Board with Motor Driver Shield

Módulo Bluetooth HC-05

Puente H L298

Servomotores MG995 - 5 unidades

Motorreductor doble eje tipo I - 4 unidades

Ruedas Omnidireccionales - 4 unidades

Baterías tipo 18650, 3.7v 2000mAH - 2 unidades

Porta baterías de 2 pilas tipo 18650

Tornillería:

Tornillos M2:

10mm - 12 unidades

Tornillos M3:

10mm - 25 unidades

15mm - 4 unidades

20mm - 4 unidades

25mm - 4 unidades

30mm - 3 unidades

Tornillos M5:

25mm - 4 unidades

Tuercas M3 - 40 unidades

Tuercas M5 - 4 unidades

El diseño fue realizado mediante el software de diseño asistido por computadora SolidWorks. Nos basamos en las medidas de los componentes electrónicos y en las necesidades de movimiento.

Descargar e imprimir archivos.

Pata - 2 unidades

Mirror_Pata - 2 unidades

Brazos_S_Pinza - 3 unidades

Dedos_Pinza - 3 unidades

Ensamblar las piezas, utilizar los servomotores para el correcto ensamble de algunos de los componentes. Colocar el Arduino UNO, motor shield, módulo HC-05, puente H L298. Asegurar todo utilizando los tornillos y tuercas correspondientes.

Colocar los motorreductores en los espacios de las patas y el porta baterías como se demuestra en la imágen.

Instalar las ruedas omnidireccionales en los ejes de los motorreductores.

Realizar conexiones como se muestra en el diagrama de circuitos.

Cargar código arduino a la placa.

Link de MIT App Inventor Gallery: https://gallery.appinventor.mit.edu/?galleryid=3c49d629-2f54-404a-b22d-c55f858b7835

Pruebas de movimiento y manipulación de objetos.

En la primera prueba (Testing.mp4), pudimos identificar dificultades para controlar ciertos movimientos de las ruedas. Después de realizar correcciones en el código Arduino y la aplicación, llegamos a los resultados deseados, mostrados en la segunda prueba (Testing_2.mp4)

Los objetivos de este proyecto fueron cumplidos de manera exitosa.

El diseño mecánico realizado en SolidWorks permitió crear una estructura robusta y funcional, aunque el proceso de fabricación mediante impresión 3D requirió una considerable inversión de tiempo, incluso después de optimizar los parámetros de impresión como el relleno y los soportes.

La integración electrónica, basada en la plataforma Arduino UNO junto con el shield LAFVIN, el módulo Bluetooth HC-05 y el puente H L298N, proporcionó una solución confiable y económicamente accesible. El sistema de alimentación, compuesto por dos baterías 18650 de 3.7V y 2000mAh, demostró ser adecuado para mantener en funcionamiento tanto los cuatro motorreductores de las ruedas como los cinco servomotores MG995 del brazo manipulador.

El desarrollo de la interfaz de control mediante MIT App Inventor resultó en una aplicación intuitiva y funcional, que permite un control preciso tanto del brazo robótico mediante diales como del sistema de locomoción a través de botones direccionales. Los desafíos iniciales en el control de movimientos de las ruedas fueron superados exitosamente mediante ajustes en la programación.

Autores:

José Carlos Matanzo Pérez - josecarlos.matanzo@iberopuebla.mx

José Carlos Valencia Vázquez - josecarlos.valencia@iberopuebla.mx

Profesor:

Huber Girón Nieto - huber.giron2@iberopuebla.mx