Diseño, fabricación y control de un sistema neumático de agarre de 1 grado de libertad

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un sistema neumático de agarre al mecanismo de cinemática paralela 5R. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación basada en el desarrollo y estudio de mecanismos de este tipo. Así, este Trabajo supone una pequeña parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será necesaria la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo al realizado por ellos. Consiste en diseñar, fabricar y controlar un sistema neumático de agarre al mecanismo 5R. El diseño se realizará sopesándose las distintas alternativas que existen, teniéndose en cuenta las limitaciones impuestas por el 5R. En el diseño se escogen los componentes correctos para conseguir que el sistema realice sus dos funciones:  Agarrar piezas.  Movimiento en el eje z que le permita desplazar el objeto. Antes del ensamblaje de los componentes neumáticos, y teniendo en cuenta el diseño realizado, se fabricarán las piezas necesarias para poder integrarlo al 5R y para, a su vez, juntar los componentes entre sí. A continuación, se desarrollará un programa informático para poder controlar el sistema. Finalmente, para verificar su correcto funcionamiento, se realizarán las pruebas pertinentes.

Desarrollo de software para la realización de ensayos dinámicos de mecanismos de cinemática paralela

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo contribuir al desarrollo de un proyecto de investigación mediante la programación y control del movimiento de mecanismos de cinemática paralela para la realización de ensayos dinámicos. Dicho proyecto está enmarcado dentro de una línea de investigación del grupo de investigación CompMech de la UPV-­‐EHU que gira en torno al desarrollo y estudio de este tipo de mecanismos. Esto es; este trabajo, más allá de la utilidad que pudiera tener por sí mismo, está pensado para formar parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será imprescindible la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo con los realizados por ellos. Consiste en la creación de un software para el control y movimiento de mecanismos, generando vibraciones para la realización de ensayos dinámicos. Para ello, se programarán sobre la plataforma LabVIEW la interfaz de usuario y el motor de cálculo. Una vez se compruebe que el programa funciona correctamente, se integrará dentro de un programa principal, un control articular que será el encargado de comunicarse con la máquina. Posteriormente, se procederá a la realización de ensayos experimentales sobre los propios robots, en taller. Se tomarán medidas mediante acelerómetros y otros dispositivos, determinando las medidas más adecuadas para su correcta validación. Finalmente, se generalizará el trabajo realizado para posibilitar su empleo futuro en diferentes mecanismos

SCARA errobota: mugimendu gaitasunen eta ibilbide sorkuntzaren inplementazioa software grafikoan

[EU]Lan honen gaia SCARA errobot motaren mugimendu gaitasunen analisia egitea da, eta ibilbideen sorkuntzarako metodoekin batera software grafiko batean inplementatzea mugimenduaren simulazioa egin ahal izateko. Errobot serieen zinematikaren oinarrizko ezagutzatik hasita, mota konkretu batetara aplikatu egiten da eta honek aurkezten dituen berezitasunak garatu egiten dira, bi helburutara bideratuta: SCARA errobotaren mugimendu gaitasunak ezagutzea. Ibilbideen sorkuntzarako metodo baten inplementazioa. Hasteko, gaiaren egoera aztertu da, aplikazio nagusien eta ibilbide moten informazioa batzeko. Halaber ibilbideen sorkuntzarako metodoak arakatu dira, erabilera honetarako aproposena aurkitzeko. Jarraian, errobotaren analisia burutu da, ohizko erreminta matematikoak erabiliz, funtsezkoak diren lan eremua eta kokapen singularrak lortzeko. Ostean, software grafikoa garatu da mugimendu gaitasun hauek simulatzeko. Ohiko aplikazioetan oinarritutako ibilbideak sortzeko aukerak gehitu dira. Amaitzeko, oztopoak saihesten dituen ibilbideen sorkuntzarako metodoa inplementatu da, “pick and place” ibilbide motaren barruan.

Diseño y evaluación de un sistema de medida de aceleración en el elemento terminal de un manipulador de cinemática paralela

[ES]Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una línea de investigación de opciones de sensorización de un mecanismo mediante acelerómetros. Se construirá para ello un sistema de adquisición y tratamiento de señales destinado a la sensorización de un mecanismo de cinemática paralela en base a los conocimientos adquiridos durante el curso. Se trabajará además con otros alumnos para llevar a cabo el diseño y montaje de un robot prototipo de cinemática paralela de dos grados de libertad sobre el que se experimentará y llevará a cabo el proyecto. Se plantean de este modo dos líneas de trabajo que se desarrollarán en este proyecto: Elaboración de un sistema de adquisición y tratamiento de señales adaptable a distintos sensores. Utilización de señales de múltiples acelerómetros para conocer en primer lugar aceleración, y de ser posible, posición de puntos de interés del mecanismo.

Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela

[ES]Este Trabajo de Fin de Grado “Control de un sistema de accionamientos de traslación basado en correa para un manipulador de cinemática paralela” tiene como objetivo principal la implementación de un sistema de control que nos permita manejar un manipulador de cinemática paralela de dos grados de libertad accionado mediante dos motores eléctricos de corriente continua. Como componente central de este sistema de control, se dispondrá de un ordenador portátil cuyo procesador será el encargado de ejecutar las acciones necesarias para que pueda llevarse a cabo esta actividad de control. De esta forma, la tarea más importante y laboriosa a llevar cabo en este proyecto será el desarrollo de un aplicación de control que, corriendo en el citado ordenador, permitirá al usuario manejar el manipulador de cinemática paralela en cuestión. Para ello, esta aplicación deberá ser capaz de interpretar las ordenes de movimiento dadas por el usuario y transmitirlas al procesador del mencionado ordenador. Además de todo lo anterior, para completar el desarrollo del sistema de control, será necesaria la implementación de diversos sensores que se encargarán de detectar y transmitir las señales necesarias para evitar situaciones de emergencia en el que el manipulador estuviese a punto de chocar con algún objeto o persona. En conclusión, mediante el cumplimiento de los objetivos de este Trabajo de Fin de Grado, se va a disponer de un sistema de control sencillo, intuitivo y fácilmente operable, que va a permitir a cualquier futuro usuario del mismo el manejo de un robot de cinemática paralela.

Análisis cinemático de robots antropomórficos con cuaterniones duales

[ES]Este documento presenta una teoría de análisis cinemático capaz de unificar posición/orientación describiendo el movimiento de la herramienta de un robot mediante un cuaternión dual que envuelve traslación y rotación. Se desarrolla la cinemática directa de dos robots, uno redundante y otro no redundante a fin de evaluar la validez del método en ambos casos. Por último, se comparan los resultados de dicha teoría con los resultados que ofrece la conocida teoría de las matrices de transformación homogéneas.

Control computerizado mediante Kinect

[ES]En el presente trabajo se tratará de exponer el método de trabajo, el desarrollo y los posibles usos de este dispositivo como un método de control en un marco de uso industrial orientado a la economía

Two and Three Finger Caging of Polygons and Polyhedra

Multi-finger caging offers a rigorous and robust approach to robot grasping. This thesis provides several novel algorithms for caging polygons and polyhedra in two and three dimensions. Caging refers to a robotic grasp that does not necessarily immobilize an object, but prevents it from escaping to infinity. The first algorithm considers caging a polygon in two dimensions using two point fingers. The second algorithm extends the first to three dimensions. The third algorithm considers caging a convex polygon in two dimensions using three point fingers, and considers robustness of this cage to variations in the relative positions of the fingers.

This thesis describes an algorithm for finding all two-finger cage formations of planar polygonal objects based on a contact-space formulation. It shows that two-finger cages have several useful properties in contact space. First, the critical points of the cage representation in the hand’s configuration space appear as critical points of the inter-finger distance function in contact space. Second, these critical points can be graphically characterized directly on the object’s boundary. Third, contact space admits a natural rectangular decomposition such that all critical points lie on the rectangle boundaries, and the sublevel sets of contact space and free space are topologically equivalent. These properties lead to a caging graph that can be readily constructed in contact space. Starting from a desired immobilizing grasp of a polygonal object, the caging graph is searched for the minimal, intermediate, and maximal caging regions surrounding the immobilizing grasp. An example constructed from real-world data illustrates and validates the method.

A second algorithm is developed for finding caging formations of a 3D polyhedron for two point fingers using a lower dimensional contact-space formulation. Results from the two-dimensional algorithm are extended to three dimension. Critical points of the inter-finger distance function are shown to be identical to the critical points of the cage. A decomposition of contact space into 4D regions having useful properties is demonstrated. A geometric analysis of the critical points of the inter-finger distance function results in a catalog of grasps in which the cages change topology, leading to a simple test to classify critical points. With these properties established, the search algorithm from the two-dimensional case may be applied to the three-dimensional problem. An implemented example demonstrates the method.

This thesis also presents a study of cages of convex polygonal objects using three point fingers. It considers a three-parameter model of the relative position of the fingers, which gives complete generality for three point fingers in the plane. It analyzes robustness of caging grasps to variations in the relative position of the fingers without breaking the cage. Using a simple decomposition of free space around the polygon, we present an algorithm which gives all caging placements of the fingers and a characterization of the robustness of these cages.

Lanaren beso robotiko mugikor baten diseinu: programazioa eta muntaia

Proiektu honen helburua, beso robotiko mugikorra diseinatu, programatu eta muntatzea da. Beso robotiko mugikorra oso gailu interesgarria da, beso robotiko eta robot mugikorren gaitasunak robot bakar batean batzen dituelako. Alde batetik, beso robotikoek egiten duten bezala objektuak hartu eta maneiatzeko aukera izango du. Eta bestetik, robot mugikorren moduan sentsore eta eragingailuak erabiliz inguru desberdinetara moldatzeko gaitasuna izango du. Beraz, bi ezaugarri horiek dispositibo bakar batean batzen badira, inguru desberdinetara moldatzeko gaitasuna duen beso robotikoa, zeinek, objektuak hartu, maneiatu edota toki batetik bestera mugitu ditzakeen robota sortu ahal da. Robot hau eraikitzeko MAKEBLOCK teknologia erabiliko da, zeinek, aluminiozko pieza eta osagai elelktronikoez osaturik dago. Horrez gain,osagai elektronikoak programatzeko Arduino software-a eta Arduinorentzako MAKEBLOCK liburutegia erabiliko dira.

Arduino plataforma mugikor baten erabilera RaspberryPi eta ROS bitartez

Txosten honetan azaltzen den proiektua, auto itxurako robot baten eraikuntzan oinarritzen da. Arduino plataforman oinarritutako robot mugikor baten sorkuntza burutuko da hutsetik, honen kontrola Raspberry Pi ordenagailu txikiaren bitartez eginez. Gainera, azken gailu honi ahalmen handiagoa emateko asmoz, ROS plataforma instalatuko da bertan. Duten kostu baxua dela eta, gaur egun izugarrizko arrakasta lortu dute plataforma guzti hauek, baina proiektu honetan beraien ahalmena neurtu nahi dugu ezaugarri zehatz batzuk dituen robota sortuz.

Estudio de la cinemática de un móvil de dos ruedas y su control para mantener el equilibrio controlado por Bluetooth

Este proyecto se centra en el control de un robot con estabilidad dinámica más concretamente en un robot que responde al conocido modelo del péndulo invertido. Una de las aplicaciones más famosas del péndulo invertido es el Segway. El péndulo invertido del Segway se define solo en un eje, al tener dos ruedas paralelas como soporte. El proyecto general consta de tres partes, poner el robot en equilibrio, el control remoto del robot vía Bluetooth y el uso de los encoders de los motores para manejar el robot. Poner el robot en equilibrio: Esta parte consiste en la lectura e interpretación de los datos que nos ofrece la Unidad de Medición Inercial (IMU) para conseguir que el robot se mantenga horizontalmente en todo momento utilizando un control PID y se ha desarrollado junto al compañero, Anartz Recalde. Las otras dos partes están pensadas con el objetivo de darle más personalidad al proyecto individual de cada uno. Control remoto vía Bluetooth: Con esta parte lo que se pretende es controlar el robot remotamente mediante el Bluetooth y ha sido desarrollada únicamente por mí. Uso de los encoders de los motores para manejar el robot: Esta parte ha sido totalmente desarrollada por Anartz Recalde, y consiste en hacer uso de los encoders de los motores e interpretar los datos que proporcionan para sacar distintos datos como la distancia recorrida o la velocidad. De esta manera, intentará conseguir que el robot en todo momento se mantenga en la misma posición, es decir si alguna fuerza externa al robot hace que el robot se mueva, éste se tiene que situar en la misma posición en la que estaba antes de que se le hubiera ejercido dicha fuerza externa. Por lo tanto, este proyecto consiste en construir un robot balancín, bastante similar a un Segway pero en una escala más pequeña, conseguir que se mantenga en equilibrio y manejarlo por control remoto mediante uso del Bluetooth.

Estudio de la cinemática de un móvil de dos ruedas y su control para mantener el equilibrio disponiendo de encoder

En este proyecto presentamos el diseño e implementación de un móvil de dos ruedas, en concreto un robot balancín. En él se estudiarán las teorías necesarias para que un móvil de dos ruedas se mantenga en equilibrio y poner dichas teorías en práctica.

Lego EV3 eta Linux-en arteko konektibitatea

Lego Mindstorms eta EV3ren arteko konektibitatea ahalbidetzeko driverraren garapena.

Marisorgin robotaren simulazioa eta nabigazioa Gazebo-ROS ingurunean

Proiektu honetan RSAIT ikerketa taldearen Marisorgin robotaren simulazioa eta nabigazioa landu dira Gazebo-ROS ingurunean. Robota UPV/EHUko Donostiako Informatika Fakultateko hirugarren solairuan zehar mugituko da, korridore, bulego eta gainontzeko geletatik igaroz. Bestalde, Marisorgin RWI etxeko B21 robota da, lau gurpil ditu eta mugimendu-sistema sinkronoa dauka. Nabigaziorako, robota bere kokapenetik (jatorriko puntua) guk adierazitako puntura (helburuko puntua) mugitu beharko da modu autonomoan.

Modeling habits as self-sustaining patterns of sensorimotor behavior

In the recent history of psychology and cognitive neuroscience, the notion of habit has been reduced to a stimulus-triggered response probability correlation. In this paper we use a computational model to present an alternative theoretical view (with some philosophical implications), where habits are seen as self-maintaining patterns of behavior that share properties in common with self-maintaining biological processes, and that inhabit a complex ecological context, including the presence and influence of other habits. Far from mechanical automatisms, this organismic and self-organizing concept of habit can overcome the dominating atomistic and statistical conceptions, and the high temporal resolution effects of situatedness, embodiment and sensorimotor loops emerge as playing a more central, subtle and complex role in the organization of behavior. The model is based on a novel "iterant deformable sensorimotor medium (IDSM)," designed such that trajectories taken through sensorimotor-space increase the likelihood that in the future, similar trajectories will be taken. We couple the IDSM to sensors and motors of a simulated robot, and show that under certain conditions, the IDSM conditions, the IDSM forms self-maintaining patterns of activity that operate across the IDSM, the robot's body, and the environment. We present various environments and the resulting habits that form in them. The model acts as an abstraction of habits at a much needed sensorimotor "meso-scale" between microscopic neuron-based models and macroscopic descriptions of behavior. Finally, we discuss how this model and extensions of it can help us understand aspects of behavioral self-organization, historicity and autonomy that remain out of the scope of contemporary representationalist frameworks.