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Desarrollo de un robot delta para la enseñanza en la Universidad EIA
No full text92 páginasRESUMEN: este trabajo de grado presenta el desarrollo de un robot delta como herramienta de enseñanza para la Universidad EIA. La investigación aborda la problemática de la necesidad de integrar tecnología avanzada en el entorno educativo para mejorar las competencias de los estudiantes en ámbitos de robótica paralela. La metodología empleada incluye un análisis detallado de los antecedentes y el estado del arte en robótica delta, seguido de un proceso de diseño que abarca desde la generación de conceptos hasta la selección y diseño de componentes específicos utilizando metodologías de diseño. Se proponen diferentes estrategias para implementar un control en lazo cerrado y mejorar el rendimiento del robot. Se implementa una interfaz gráfica amigable con el usuario que permite manipularlo de manera efectiva y sin complicaciones.
Los resultados del proyecto muestran mejoras significativas en el rendimiento mecánico y en el control del robot, así como una interfaz gráfica que permite una manipulación eficiente y efectiva del robot en un entorno educativo. Las pruebas realizadas confirman la precisión, velocidad y capacidad de carga del robot, cumpliendo con los objetivos planteados. Este desarrollo no solo contribuye a la formación académica de los estudiantes, sino que también demuestra el potencial de la robótica educativa en el contexto colombiano.ABSTRACT: This thesis presents the development of a delta robot as a teaching tool for Universidad EIA. The research addresses the need to integrate advanced technology into the educational environment to improve the competencies of students in the field of parallel robotics. The methodology includes a detailed analysis of the background and state of the art in delta robotics, followed by a design process that spans from concept generation to the selection and design of specific components using design methodologies. Different strategies are proposed to implement closed-loop control and improve the robot's performance. A user-friendly graphical interface is implemented, allowing the robot to be manipulated effectively and without complications.
The project results show significant improvements in the robot's mechanical performance and control, as well as a graphical interface that allows efficient and effective manipulation of the robot in an educational setting. The tests confirm the robot's precision, speed, and load capacity, meeting the set objectives. This development not only contributes to the academic formation of students but also demonstrates the potential of educational robotics in the Colombian context.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Sistema de rehabilitación para mano basado en robótica suave
No full text103 páginasRESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un prototipo de órtesis de mano basado en robótica suave. Inicialmente se expone la necesidad actual y el público objetivo de este tipo de actuadores, se presenta el objetivo general junto a los objetivos específicos y se muestran algunos antecedentes. Posteriormente se tiene un marco teórico, que permite ver a profundidad algunos de los temas aplicados en el trabajo de grado. Luego de esto, se explica la metodología que se aplicará a lo largo del desarrollo, junto a sus entregables. Después se realiza el diseño metodológico, que empieza con una investigación preliminar que permite llegar a los requerimientos reales del actuador, seguido de un diseño y selección de concepto. Seguido de esto se tiene el diseño de detalle, en donde se muestran los planos para la realización y manufactura del dispositivo. Estos incluyen los planos para los circuitos eléctricos, el diseño de lazo de control y el código utilizado para su implementación en el microcontrolador, los modelos para la impresión y manufactura de los actuadores de silicona y la selección de materiales de fabricación. Después, se presenta la órtesis completa funcionando en un ambiente controlado. En esta etapa de resultados se muestran imágenes que muestran y evalúan los movimientos y posiciones obtenidos con sus gráficas del control. Por último, se concluye sobre la utilidad de estos sistemas para suplir algunas de las necesidades actuales, y su particular relevancia en los sistemas de rehabilitación gracias a su capacidad de trabajar junto a los humanos sin lastimarlos. También la obtención de un primer prototipo funcional con resultados satisfactorios, junto a su proceso de manufactura detallado que abre las puertas a que en el futuro se realice un desarrollo más profundo de este. Finalmente se discuten recomendaciones para mejorar este prototipo en un trabajo futuro.ABSTRACT: This paper presents the development of a prototype hand orthosis based on soft robotics.
Initially, the current need and the target audience of this type of actuators are exposed, the
general objective is presented together with the specific objectives and some background is
shown. Subsequently, there is a theoretical framework, which allows to see in depth some
of the topics applied in the degree work. After this, the methodology that will be applied
throughout the development is explained, together with its deliverables. Then the methodological
design is carried out, which starts with a preliminary research that allows to reach
the real requirements of the actuator, followed by a concept design and concept selection.
This is followed by the detailed design, where the detailed drawings for the realization and
manufacture of the device are shown. These include the drawings for the electrical circuits,
the control loop design and the code used for its implementation in the microcontroller,
the models for the printing and manufacturing of the silicon actuators and the selection
of fabrication materials. Then, the complete orthosis is presented working in a controlled
environment. In this results stage, images showing and evaluating the movements and positions
obtained with their control graphs are shown. Finally, it is concluded about the
usefulness of these systems to supply some of the current needs, and their particular relevance
in rehabilitation systems thanks to their capacity to work together with humans
without hurting them. Also the obtaining of a first functional prototype with satisfactory
results, together with its detailed manufacturing process that opens the doors to a deeper
development of this system in the future. Finally, recommendations are discussed to
improve this prototype in a future work.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Desarrollo de una plataforma de investigación en robótica móvil que tenga prestaciones como robot de servicio
No full text49 páginasRESUMEN: Este proyecto se enfocó en el desarrollo de un robot de servicio autónomo para guiar personas dentro de un entorno universitario, su objetivo principal es crear una plataforma de investigación en robótica móvil que tenga prestaciones de robot de servicio. Los objetivos específicos incluyen la identificación de los requerimientos de diseño, diseñar el robot, construirlo e implementarlo en pruebas reales.
Se comenzaron por identificar los requisitos clave para un robot de servicio, revisando tecnologías actuales y estableciendo especificaciones relacionadas con tamaño, sensores y movilidad. El diseño del robot abarcó aspectos estéticos, mecánicos, electrónicos y de control, seleccionando una plataforma móvil y un chasis adecuados y resistentes para los componentes.
El robot fue diseñado con la figura del búho, mascota de la universidad, utilizando impresión 3D, lo que permitió adaptarlo e integrar los sensores necesarios. Se implementó un sistema de navegación autónoma, utilizando SLAM y Nav2 para que el robot pudiera desplazarse y evitar obstáculos de manera eficiente.
Finalmente, se llevaron a cabo pruebas exhaustivas tanto en simulación como en el entorno real para evaluar el desempeño general del robot en condiciones controladas y reales. Durante estas pruebas, se identificaron áreas de mejora, lo que permitió ajustar el comportamiento del robot y optimizar los algoritmos de control. Posteriormente, el robot fue probado en un entorno relevante, donde se enfrentó a condiciones más dinámicas y desafiantes, como el movimiento de personas y la variabilidad del entorno. Estos ajustes permitieron garantizar una operatividad más fluida y eficiente, asegurando que el robot pudiera cumplir con su función de desplazamiento a unos puntos definidos.ABSTRACT: This project focused on the development of an autonomous service robot to guide people within a university environment. Its main goal is to create a mobile robotics research platform with service robot capabilities. The specific objectives include identifying design requirements, designing the robot, building it, and implementing it in real-world testing.
The process began by identifying the key requirements for a service robot, reviewing current technologies, and establishing specifications related to size, sensors, and mobility. The robot's design encompassed aesthetic, mechanical, electronic, and control aspects, selecting a suitable and durable mobile platform and chassis for the components.
The robot was designed with the figure of the owl, the university's mascot, using 3D printing, which allowed it to be adapted and integrated with the necessary sensors. An autonomous navigation system was implemented, using SLAM and Nav2 to enable the robot to move and avoid obstacles efficiently.
Finally, extensive tests were conducted both in simulation and in the real environment to evaluate the robot's overall performance in controlled and real-world conditions. During these tests, areas for improvement were identified, allowing for adjustments to the robot's behavior and optimization of the control algorithms. The robot was then tested in a relevant environment, where it faced more dynamic and challenging conditions, such as the movement of people and environmental variability. These adjustments ensured smoother and more efficient operation, ensuring that the robot could fulfill its function of navigating to predefined points.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV 2024 - 1
No full textEl Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV es un espacio que busca fomentar la investigación en robótica en estudiantes de pregrado, buscando motivarlos a involucrarse en la investigación y formándolos para que aprendan los conceptos básicos y fundamentales de la robótica. Este semestre el semillero trabajo el desarrollo de sistemas robóticos utilizando plataformas de simulación, en este caso el software Webots. Este documento presenta un resumen de los proyectos trabajados por los estudiantes en el semillero el semestre 2024 - 1.2024-
Myoelectric Control System for a Soft Elbow Exoskeleton With Potential Application in Rehabilitation and Movement Assistance
No full text113 páginasABSTRACT: Rehabilitation and assistance exoskeletons have been widely studied because they allow to provide more effective, intensive and adaptive therapies; in addition, they can be used to augment the user's capabilities in order to provide movement assistance. In particular, soft robotic exoskeletons have been researched during the past decade because they allow the device to adapt to the body contours, increasing the users comfort. One of the main challenges in the development of soft robotic exoskeletons is the design of controllers that allow an intuitive and active control of the device. This work addresses the development of a myoelectric Model Reference Adaptive Controller (MRAC) with an Adaptive Kalman Filter for controlling a cable driven soft elbow exoskeleton. The proposed MRAC controller proved to be suitable for both passive and active control of the soft elbow exoskeleton. The controlled system achieved a Mean Absolute Error (MAE) of approximately 4.5° in passive mode and 10° during active mode. Additionally, the active control mode allowed an average reduction of 34% to 40% in the joint torque RMS when performing dynamic Flexion - Extension movements. The active control mode is based on a surface electromyography (sEMG) joint torque estimation algorithm. The proposed MRAC controller proved to be robust enough to adapt to the exoskeleton uncertainties and external disturbances; additionally, the adaptive scheme allowed the system to operate with only two sEMG channels and the measurement of the joint angle, which was estimated by using to Inertial Measurement Units.MaestríaMaestría en Ingenierí
Evidencias Semillero de Investigación en Robótica Suave y Sistemas Bioinspirados - 2023 1
No full textEn la actualidad, la investigación en robótica suave esta obteniendo un amplio interés debido a su capacidad de solucionar tareas que resultan difíciles para la robótica tradicional, especialmente en las áreas de robótica colaborativa y biomédica, esto debido a que sus propiedades permiten una interacción suave y segura con el entorno. El semillero de investigación en robótica suave y sistemas bioinspirados busca motivar a los estudiantes a investigar en torno a estas áreas y fomentar actividades formativas que conduzcan al desarrollo de nuevos sistemas basados en robótica suave. Estas evidencias incluyen los desarrollos realizados por los estudiantes durante este semestre.2023-
Semillero de Investigación en Robótica Suave y Sistemas Bioinspirados 2023 - 2
No full textEn la actualidad, la investigación en robótica suave esta obteniendo un amplio interés debido a su capacidad de solucionar tareas que resultan difíciles para la robótica tradicional, especialmente en las áreas de robótica colaborativa y biomédica, esto debido a que sus propiedades permiten una interacción suave y segura con el entorno. El semillero de investigación en robótica suave y sistemas bioinspirados busca motivar a los estudiantes a investigar en torno a estas áreas y fomentar actividades formativas que conduzcan al desarrollo de nuevos sistemas basados en robótica suave. Estas evidencias incluyen los desarrollos realizados por los estudiantes durante este semestre.2023-
Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV 2024-2
No full textEl Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV es un espacio que busca fomentar la investigación en robótica en estudiantes de pregrado, buscando motivarlos a involucrarse en la investigación y formándolos para que aprendan los conceptos básicos y fundamentales de la robótica. Este semestre el semillero trabajo el desarrollo de sistemas robóticos utilizando plataformas de simulación, en este caso el software WEBOTS, adicionalmente, algunos estudiantes desarrollaron robots físicos. Este documento presenta un resumen de los proyectos trabajados por los estudiantes en el semillero el semestre 2024 - 2.2024-
Evidencias Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV - 2022 2
No full textEstas evidencias contienen los informes de los resultados de las investigaciones realizadas por los estudiantes en el Semillero de Investigación en Robótica ASIMOV durante el semestre 2022 - 2.2022-
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