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Proyecto De Grado (2005) - Español

  1. 1. Proyecto de Grado Ingeniería Mecatrónica “Diseño y Construcción de un robot móvil explorador, mediante la programación de una Handheld Computer Palm” Elaborado por: Daniel Domínguez Marín Director: Ing. Oscar Avilés
  2. 2. OBJETIVO GENERAL. Diseñar y construir un robot móvil explorador, mediante la programación de una Handheld Computer Palm. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Diseñar y construir un robot móvil con sistema de movimiento por ruedas con tracción independiente en cada una. Programar una Handheld Computer Palm para realizar la interfaz con el robot móvil. Programar la Handheld Computer Palm con un programa de exploración inteligente e independiente para que el robot móvil realice la exploración en un terreno indefinido. Predefinir un programa de exploración entre la Handheld Computer Palm y el robot móvil para realizar una tarea determinada. Diseñar y programar una interfaz interactiva de fácil manejo para el usuario, que permita seleccionar el programa de exploración del robot móvil.
  3. 3. ANTECEDENTES Robot Palm de navegación desarrollado por la Carnegie Mellon University. (Foto tomada de http://www.cs.cmu.edu/~pprk/) Robot Palm de pelea y Robot Palm de navegación desarrollados por la Penn State Abington University. (Imagen tomada de AVANZATO. R, “HandHeld Computers in the Classroom and Laboratory. Computers in Education Journal” )
  4. 4. Diagrama de flujo de la metodología del proyecto METODOLOGÍA
  5. 5. DISEÑO MECÁNICO Y CONSTRUCCIÓN DEL ROBOT MÓVIL CONSIDERACIONES DE DISEÑO Locomoción del robot. (Imagen tomada de OLLERO A., “ROBÓTICA. Manipuladores y Robots Móviles”, Ed. Alfaomega. ) Movimientos de locomoción del robot móvil El sistema de locomoción utilizado para el robot, es de tipo triciclo clásico, aquí la rueda loca delantera sirve para estabilidad y el eje trasero, con dos ruedas permite que estas se muevan libremente para generar la propulsión del móvil.
  6. 6. DISEÑO VIRTUAL Diseño render en Maya Diseño en SolidEdge Para la construcción del robot móvil, se tomaron como aspectos importantes las herramientas de diseño tanto CAD como CAE. De esta manera, se desarrolló un modelo virtual, para determinar y evaluar de una manera rápida y confiable todas las características importantes del robot móvil.
  7. 7. PROTOTIPO REAL Prototipo Real Construido Después de haber realizado todo el estudio pertinente a la visualización del prototipo a construir, se implemento de una manera rápida y confiable la construcción del chasis del robot móvil. La delimitación espacial y los materiales se hicieron de acuerdo a todos los aspectos virtuales manejados con anterioridad. El principal objetivo en la construcción del robot, era el de dejarlo lo más liviano posible, para evitar problemas en relación peso/potencia, y así implementar un robot que se moviera velozmente en terreno recto uniforme y pudiera dar las vueltas de manera rápida.
  8. 8. DISEÑO DE CONTROL, ELECTRÓNICA Y COMUNICACIÓN CONTROL DEL ROBOT Niveles de la arquitectura de control Control de velocidad y desplazamiento lateral
  9. 9. ELECTRÓNICA
  10. 10. Percepción y acción: Sensores que perciben y motores que definen desplazamiento dependiendo de la medición de los sensores. Medidas de desempeño: Velocidad en respuesta al cambio de desplazamiento al encontrar un obstáculo. Tipo de ambiente: Entorno de terreno liso uniforme. Interacción de elementos del robot móvil
  11. 11. Diagrama de Bloques del Programa de la Interfaz
  12. 12. PROGRAMACIÓN DE LA PALM REQUISITOS KIT DE DESARROLLO DE SOFTWARE Palm SDK PRC-Tools PilRC Palm OS Emulator Palm Os Emulator
  13. 13. <ul><li>La programación en Palm OS es básicamente de un hilo sencillo o simple, o de acciones evento y suceso. Solamente un programa corre a la vez. Para construir una aplicación en Palm OS, se deben tener en cuenta las siguientes estructuras de programación: </li></ul><ul><li>Cada aplicación tiene una función PilotMain que es el equivalente a la función main en los programas de C. </li></ul><ul><li>Palm OS es un evento basado en sistemas de operación, es por esto que las aplicaciones contienen un evento de lazo o loop; así mismo este evento responde únicamente a un inicio normal. </li></ul><ul><li>Muchas de las aplicaciones Palm OS contienen una interfaz con el usuario hechas por forms o ventanas de visualización. </li></ul><ul><li>Todas las aplicaciones deben utilizar la memoria y la información de manejo proveídas por el sistema. </li></ul>ESTRUCTURA DE PROGRAMACIÓN PALM OS
  14. 14. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN EN PALM OS Arquitectura de la comunicación en Palm Os. (Imagen tomada de http :// www.palmos.com ) Serial Manager Arquitectura de comunicaciones del serial manager (Tabla tomada de http :// www.palmos.com ) Connection Manager Serial Link Protocol Serial Link Manager
  15. 15. SOFTWARE DEL ROBOT MÓVIL Ventanas que contiene el software de robot móvil explorador Inicio if (botón==1) { Pedir dato de sensores Esperar dato Recibir dato de sensores if (regla sensor) { Valor de datos actualizado Enviar dato a motor Esperar dato sensor else if (otras reglas sensor) {… } } } Fin Eventos para interacción de ventanas
  16. 16. CONCLUSIONES <ul><li>La interfaz entre los robots móviles y las Handhelds Computers está tomando un crecimiento cada vez mayor, debido a la gran variedad de aplicaciones que ofrecen estos computadores de mano. La mayor aplicabilidad que se le dio a la Palm para este proyecto fue la de utilizar sus protocolos de comunicación serial, para demostrar su eficiencia en el momento de enviar y capturar datos, con lo que se pudo apreciar la ventaja de programar un software móvil que resulta de gran utilidad en la recolección de las mediciones de los sensores en el robot, que además le permitió a éste tener un sistema de memoria mayor a uno operado únicamente con un solo microcontrolador PIC. </li></ul><ul><li>Así mismo se pudo ver la importancia que tiene el sistema de comunicación entre el PIC y la Palm, con lo que se facilitó y mejoró la aplicación del robot, ya que podía realizar varias funciones con el mismo microcontrolador, sin necesidad de alterar su sistema de hardware cambiando el PIC por uno que realizara una única función específica; esto en cuanto a los dos tipos de ambientes que se le programaron al robot. </li></ul>
  17. 17. <ul><li>La programación de software móvil es de gran utilidad, ya que no se necesita tener una toma de corriente para conectar y mantener en funcionamiento a la Palm con el robot móvil, lo que es una desventaja a la hora de comparar la interfaz con un computador PC, que limita el rango de acciones del robot. </li></ul><ul><li>Se logró innovar en el mundo de la programación móvil con la interacción de las ventanas y botones en el programa, permitiendo así la interfaz amigable entre el usuario y el software de la Palm, con lo que se adentra a la exploración de nuevos tipos de software para programar más dispositivos móviles como celulares entre otros. </li></ul><ul><li>También se comprobó que dentro de las formas de interacción entre robots, comunicación y computadores PC, las Handheld Computer pueden cumplir el mismo objetivo que los PC tradicionales, sin afectar para nada la integridad de funcionamiento del robot, con lo que la única desventaja hasta el momento es la visualización reducida en su pantalla. </li></ul>

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