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Uso de MATLAB y Simulink para el control de robots.pdf

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL<br />

CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA<br />

1. Introducción<br />

El título <strong>de</strong>l proyecto es <strong>el</strong> uso <strong>de</strong> <strong>MATLAB</strong> y <strong>de</strong><br />

SIMULINK <strong>para</strong> <strong>el</strong> <strong>control</strong> <strong>de</strong>l robot. En nuestro caso<br />

<strong>de</strong>cidimos hacer la aplicación a un robot minero capaz<br />

<strong>de</strong> recorrer una pista en búsqueda <strong>de</strong> materiales<br />

importantes y visualizar valores en una base <strong>de</strong> datos. .<br />

El uso <strong>de</strong> Matlab y <strong>Simulink</strong> es muy importante en<br />

diversas áreas <strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollo e ingeniería. En este caso<br />

se le dio uso en la robótica. Para la construcción y<br />

diseño <strong>de</strong>l robot minero se utilizaron <strong>el</strong>ementos <strong>de</strong>l<br />

LEGO Mindstorm NXT.<br />

Para <strong>el</strong> <strong>control</strong> <strong>de</strong>l robot se hace énfasis en los<br />

sensores <strong>de</strong> sonido y <strong>de</strong> luz, estos <strong>el</strong>ementos <strong>de</strong>l<br />

mismo juego NXT fueron previamente calibrados en<br />

los rangos requeridos <strong>para</strong> la <strong>de</strong>bida lectura <strong>de</strong> datos.<br />

Las pruebas fueron realizadas y se almacenaron los<br />

datos en una hoja <strong>de</strong> EXCEL. Cabe indicar que las<br />

actividida<strong>de</strong>s principales <strong>de</strong>l robot son la <strong>de</strong>molición<br />

<strong>de</strong> obstáculos y revisión <strong>de</strong> material en la mina.<br />

2. Justificación <strong>de</strong>l proyecto<br />

El robot fue <strong>de</strong>sarrollado <strong>para</strong> inspeccionar áreas <strong>de</strong><br />

minas que son p<strong>el</strong>igrosas <strong>para</strong> <strong>el</strong> ingreso <strong>de</strong>l personal.<br />

Este prototipo es <strong>de</strong> gran utilidad <strong>para</strong> proyectos <strong>de</strong>l<br />

campo <strong>de</strong> la ingeniería civil porque permite la<br />

<strong>de</strong>molición <strong>de</strong> rocas y extracción <strong>de</strong> minerales <strong>de</strong>ntro<br />

<strong>de</strong> una mina; [1] facilitando al personal adquirir<br />

información <strong>de</strong>l material encontrado <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> <strong>el</strong>la vía<br />

Bluetooth <strong>de</strong>s<strong>de</strong> <strong>el</strong> robot al PC.<br />

Figura 1. Robot Minero industrial<br />

Se optó por la programación en Matlab y <strong>Simulink</strong>,<br />

porque son softwares <strong>de</strong> amplia aplicación en la<br />

ingeniería y facilitaría una futura transmisión <strong>de</strong> datos<br />

<strong>para</strong> ser visualizados y graficados.<br />

Figura 2. Esquema <strong>de</strong>l diseño <strong>de</strong> un robot<br />

3. Fundamentación teórica <strong>de</strong>l sistema<br />

El proyecto <strong>de</strong>l robot minero <strong>de</strong>be su nombre a la<br />

utilidad que se le da en campo abierto. Está construido<br />

con <strong>el</strong>ementos <strong>de</strong>l kit LEGO Mindstorm NXT<br />

Figura 3. Elementos <strong>de</strong>l kit LEGO Mindstorm<br />

NXT<br />

Con respecto a la programación tanto en Matlab y<br />

en <strong>Simulink</strong>. Se utilizan puertos <strong>de</strong> entrada y <strong>de</strong> salida<br />

<strong>para</strong> <strong>el</strong> <strong>control</strong> <strong>de</strong>l movimiento <strong>de</strong>l robot. La pieza<br />

principal es <strong>el</strong> Brick NXT don<strong>de</strong> se realiza la interfaz<br />

<strong>de</strong> la programación y <strong>el</strong> robot.<br />

3.1 Entradas y salidas en la programación<br />

El sistema <strong>de</strong> entradas y salidas se <strong>de</strong>fine como un bloque<br />

<strong>de</strong> 3x3, con tres entradas y tres salidas. La programación<br />

recibe los datos <strong>de</strong>parte <strong>de</strong> las entradas a manera <strong>de</strong><br />

condiciones y envía ór<strong>de</strong>nes por ejecutarse a las salidas.<br />

El robot consta <strong>de</strong> tres sensores que cumplen la función<br />

<strong>de</strong> entradas. Los sensores utilizados fueron:<br />

Sensor <strong>de</strong> Luz<br />

Sensor <strong>de</strong> Sonido<br />

Sensor <strong>de</strong> Tacto

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