Resumen de Desarrollo Diseño y optimización de la estructura mecánica de un brazo robótico antropomórfico desarrollado con fines educativos

Kevin Morales, Carlos Hoyos, Jesús Marcey García Caicedo

• español

  En el siguiente artículo se presenta el diseño y construcción de la estructura mecánica de un brazo robótico antropomórfico de cuatro grados de libertad con fines didácticos. El proyecto inició con una fase de desarrollo de conceptos obteniendo seis propuestas diseñadas para satisfacer las necesidades del cliente. Posteriormente se realizó la selección del concepto a desarrollar tomando como referencia las especificaciones del producto. Para el concepto propuesto se llevaron a cabo siete fases de rediseño que permitieron alcanzar la propuesta de diseño definitiva. Específicamente, se realizaron sucesivas etapas de simulación para analizar la respuesta dinámica de la estructura bajo la aplicación de cargas a través del tiempo, observar el estado de esfuerzos aplicado a cada parte y redimensionar los eslabones considerando las limitaciones y especificaciones previamente definidas. Con los resultados obtenidos, se generó una estructura que cumple con las especificaciones de diseño establecidas inicialmente, tomando en consideración las limitantes relacionadas con los servomotores a emplear y la carga máxima a manipular. Por último, se muestra el modelo cinemático directo e inverso del brazo además del producto final desarrollado.

• English

  The following article presents the design and construction of the mechanical structure of an anthropomorphic robotic arm with four degrees of freedom for teaching purposes. The project started with a concept development phase obtaining six proposals designed to meet the customer needs. Subsequently, the selection of the concept to be developed was made taking as reference the product specifications. For the proposed concept were conducted seven phases of redesign that allowed achieving the proposed final design. Specifically, successive stages of simulation were carried out to analyze the dynamic response of the structure under the application of loads over time, to observe the stress state applied to each part and resize the links considering the previously defined limitations and specifications. With the results obtained, a structure was generated that meets the design specifications initially established, taking into consideration the constraints related to the servo motors to be used and the maximum load to be manipulated. Finally, the direct and inverse kinematic model of the arm is shown in addition to the final product developed.