Resumen

La robótica es una ciencia que requiere de muchas áreas de estudio. En este proyecto he realizado un carro que recolecta juguetes pequeños.

Esto con el fin de ahorrar tiempo en la recolección de juguetes de nuestra sala de juegos.

La robótica no es nueva desde hace muchísimos años los inventores han creado máquinas para facilitar el trabajo. La rueda y los ejes son máquinas simples que combinadas realizan el trabajo en menos tiempo y con mayor precisión, los engranes al colocarse en conjunto pueden aumentar o disminuir la velocidad de un motor.

La seguridad al realizar un trabajo con herramientas es muy importante, siempre debemos colocarnos guantes y lentes de protección para evitar dañar nuestro cuerpo.

Todos los tornillos deben de estar bien apretados para que las maquinas funcionen y no causen accidentes.

El reciclaje es muy importante porque contribuye en el cuidado del medio ambiente, además podemos crear objetos nuevos a partir de reciclar cosas.

La robótica ha evolucionado según avanza la tecnología, anteriormente se usaban sistemas mecánicos con control manual. Después los robots tenían capacidad de aprendizaje, repetían secuencias de movimientos. Con la tecnología de la electrónica se ocuparon sensores que son capaces de medir cualquier cambio en la naturaleza de un sistema, por ejemplo: temperaturas, presión, velocidad, etc.

Después de unos años de avance tecnológico los inventores han creado máquinas que reproducen movimientos de animales e insectos.

En este proyecto tuve la oportunidad de armar un robot pequeño y de que cumpliera con el objetivo para el que fue diseñado.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En la época actual existe un gran número de tecnología la cual nos puede ayudar con los temas del hogar.

Los hogares son pequeños, por las actividades de trabajo y escuela no se tiene tanto tiempo para realizar labores de hogar, es importe ayudarnos de esta tecnología para reducir tiempo en esta tareas. Las maquinas nos ayudan a realizar tareas en un menor tiempo y con mayor precisión.

Antecedentes

Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.

La historia de la tecnología robótica está formada por tres períodos principales: era agrícola, era industrial y era de la información. El desarrollo de los robots se puede ver como lógica e importante parte de la historia.

Eras Agrícola e Industrial

A través de la historia la tecnología de cada época ha sido poderosamente influyente en la vida cotidiana de sus sociedades. En la era agrícola su tecnología era muy primitiva, esta estaba formada por herramientas muy simples que, sin embargo eran lo último en tecnología, como consecuencia de ello la mayoría de la gente eran agricultores y todo el trabajo se hacía mediante la fuerza de los hombres y de los animales.

A mediados del siglo XVIII, los molinos de agua, la máquina de vapor y otros transformadores de energía reemplazaron la fuerza humana y animal como fuente principal de energía. Las nuevas máquinas de fabricación impulsaron el crecimiento de la industria y mucha gente pasó a estar empleada en las nuevas fábricas como trabajadores. Los bienes se producían más rápidamente y mejor que antes y la calidad de vida aumentó. Los cambios se sucedieron tan deprisa que a este período se le conoce como “Revolución Industrial”.

Era de la Información

En la mitad del siglo XX surgen las industrias basadas en la ciencia, las mejoras tecnológicas en la electrónica hicieron posible el ordenador. Este constituye el desarrollo más importante, el ordenador revolucionó el modo de procesar y comunicar la información. Esta nueva era se conoce como la era de la información o “post-industrial”.

La tecnología de la información tiene un gran impacto en la sociedad, ordenadores, fibra óptica, radio, televisión, internet, celulares y satélites de comunicación son sólo ejemplos de dispositivos que tienen un enorme efecto sobre nuestra vida y economía.

Un gran porcentaje de empleos requieren “trabajadores informáticos” y cada vez menos se necesitan “trabajadores de producción”. La tecnología de la información ha sido responsable del espectacular crecimiento de la Robótica, y a medida que la era industrial declina se espera que cada vez más trabajo físico sea realizado por robots.

Etapa literaria: el termino robot proviene de la palabra checa robota que quiere decir trabajo. Fue utilizada por el dramaturgo Karel Capek cuando escribió en 1923 una obra saritica titulada R.U.R. (los robots universales de Rossum).

Leyes de la  Robótica

Isaac Asimov propuso las siguientes tres leyes de la robótica:

1.- Un robot no puede herir a un ser humano ni dejar de intervenir  si este está en peligro de sufrir algún daño.

2.- Un robot debe obedecer las ordenas de los seres humanos, salvo cuando estas contradigan la primera ley.

3.- Un robot debe proteger su propia existencia, siempre y cuando dicha existencia no contradiga las leyes primera y segunda.

Concepto de la robótica.

La robótica es una ciencia, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia.

Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica, esto es por lo general un sistema electro-mecánico que, por su apariencia o sus movimientos, ofrece la sensación de tener un propósito propio.

Definición de robótica

El término robótica fue acuñado por Isaac Asimov para describir la tecnología de los ro bots.

Procede de las palabras checas robota (trabajo forzado) y robotnik (sirviente)

• Es un dispositivo reprogramable y multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos programados. Robot Institute of America, 1979.

• Un dispositivo automático que realiza funciones que normalmente se considera son o debieran ser realizadas por humanos. Diccionario Webster.

• Maquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas solo a personas. Diccionario Real Academia.

Características de los Robots.

• Autónomos, que pudiese desarrollar su terea de forma independiente.

• Fiables, que siempre realizasen su tarea de la forma esperada.

• Versátiles, que pudiesen ser utilizados para varias tareas sin necesidad de modificaciones en su control.

Figura 1 Se muestra un robot

ELEKTRO, este es el apodo del primer robot de la historia. El cual fue creado por al sede en Pittsburgh, Westinghouse Electric Corporation. Elektro mide dos metros de altura, pesa 265 libras (120 kg aprox.), podía caminar por comando de voz y decir 700 palabras.

Figura 2 ELEKTRO, primer robot de la historia

Importancia de la robótica.

La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.

La rueda es una pieza mecánica circular que gira alrededor de un eje. Puede ser considerada una máquina simple, y forma parte del conjunto denominado elementos de máquinas.

Fig. 3 Rueda, considerada una maquina simple.

Fig. 4 Eje Barra cilíndrica que atraviesa un cuerpo giratorio y le sirve como centro para girar.

Se denomina batería eléctrica,  al dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en electricidad. Cada celda consta de un electrodo positivo, o cátodo, un electrodo negativo, o ánodo, y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función.

Fig. 5 Batería eléctrica.

Interruptor:

Dispositivo para abrir o cerrar el paso de corriente eléctrica en un circuito.

Fig. 6 Interruptor

Juguetes

Un juguete es un objeto para jugar, entretener y aprender, generalmente destinado a niños

Fig. 7 Juguetes

Tipos de robots

Androides: estos artilugios se parecen y actúan como si fueran seres humanos. Este tipo de robots no existen en la realidad, por lo menos por el momento, sino que son elementos ficcionales.

Fig.8 Robot Androide

Móviles: estos robots cuentan con orugas, ruedas o patas que les permiten desplazarse de acuerdo a la programación a la que fueron sometidos. Estos robots cuentan con sistemas de sensores, que son los que captan la información que dichos robots elaboran. Los móviles son utilizados en instalaciones industriales, en la mayoría de los casos para transportar la mercadería en cadenas de producción así como también en almacenes. Además, son herramientas muy útiles para investigar zonas muy distantes o difíciles de acceder, es por eso que en se los utiliza para realizar exploraciones espaciales o submarinas.

Fig. 9 Robot Móvil

Industriales: los robots de este tipo pueden ser electrónicos o mecánicos y se los utiliza para la realización de los procesos de manipulación o fabricación automáticos. También se les llama robots industriales a aquellos electrodomésticos que realizan simultáneamente distintas operaciones.

Fig. 10 Robot Industrial

Médicos: bajo esta categoría se incluyen básicamente las prótesis para disminuidos físicos. Estas cuentan con sistemas de mando y se adaptan fácilmente al cuerpo. Estos robots lo que hacen es suplantar a aquellos órganos o extremidades, realizando sus funciones y movimientos. Además existen robots médicos destinados a la realización de intervenciones quirúrgicas.

Fig.11 Robot medico

Teleoperadores: estos robots son controlados de manera remota por un operador humano. A estos artilugios se los utiliza en situaciones extremas como la desactivación de una bomba o bien, para manipular residuos tóxicos.

Fig. 12 Robot Teleoperadores

De acuerdo a su arquitectura, los robots pueden clasificarse en:

Poliarticulados: si bien estos pueden tener de diversas configuraciones, lo que tienen en común estos robots es que son sedentarios. Estos son diseñados para mover sus terminales con limitada libertad y de acuerdo a ciertos sistemas de coordenadas. Estos robots son ideales para cuando se precisa abarcar una amplia zona de trabajo.

Fig.13 Poliarticulados

Móviles: a diferencia de los anteriores, estos han sido diseñados para desplazarse, ya sea utilizando un sistema locomotor rodante o bien, mediante plataformas o carros. Estos se trasladan utilizando sensores que reciben información del entorno o bien, por telemandos.

Androides: estos robots buscan imitar de manera parcial o total la el comportamiento y forma del ser humano. Como no están prácticamente desarrollados se los usa para la experimentación y el estudio.

Zoomórficos: la locomoción de estos robots imita a la de distintos animales y se los puede dividir en caminadores y no caminadores. Estos últimos están aún muy poco desarrollados mientras que los caminadores sí lo están y resultan útiles para la exploración volcánica y espacial.

Fig.14 Zoomórficos

Aplicaciones

Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, desde robots tortugas en los salones de clases, robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperados en el transbordador espacial.

Cada robot lleva consigo su problemática propia y sus soluciones afines; no obstante que mucha gente considera que la automatización de procesos a través de robots está en sus inicios, es un hecho innegable que la introducción de la tecnología robótica en la industria, ya ha causado un gran impacto. En este sentido la industria Automotriz desempeña un papel preponderante.

Es necesario hacer mención de los problemas de tipo social, económicos e incluso político, que puede generar una mala orientación de robotización de la industria. Se hace indispensable que la planificación de los recursos humanos, tecnológicos y financieros se realice de una manera inteligente.

Por el contrario la Robótica contribuirá en gran medida al incremento del empleo. ¿Pero, como se puede hacer esto? al automatizar los procesos en máquinas más flexibles, reduce el costo de maquinaria, y se produce una variedad de productos sin necesidad de realizar cambios importantes en la forma de fabricación de los mismo. Esto originara una gran cantidad de empresas familiares (Micro y pequeñas empresas) lo que provoca la descentralización de la industria.

Objetivo

Elaborar un robot mecánico para ayudarnos a recoger juguetes.

Justificación

La elaboración de este robot nos ayudara a la limpieza de la casa después de haber jugado con juguetes y haberlos dejado tirados por toda la sala de juegos, esta acción contribuye a una limpieza más rápida de nuestra área de juegos y por lo tanto formara el habito del orden y limpieza, el cual es fundamental en el desarrollo de la habilidades de los niños .Al ser  un robot mecánico ocuparemos nuestras habilidades  adquiridas durante nuestra formación académica primaria.

Hipótesis

Utilizando un conjunto de palas mecánicas podremos realizar el efecto de barrido en el piso para levantar juguetes los cuales serán recolectados en una caja.

La elaboración de este robot nos ayudara a la limpieza de la casa después de haber jugado con juguetes y haberlos dejado tirados por toda la sala de juegos, esta acción contribuye a una limpieza más rápida de nuestra área de juegos y por lo tanto formara el habito del orden y limpieza, el cual es fundamental en el desarrollo de la habilidades de los niños.

Al ser  un robot mecánico ocuparemos nuestras habilidades  adquiridas durante nuestra formación académica primaria.

Método (materiales y procedimiento)

Utilizamos el método científico con enfoque en el Método sistémico, el cual consiste en abordar y formular problemas con vistas a una mayor eficacia en la acción.

Materiales

Tramos de acrílico

Eje metálico

Motor 5 volts

Engranes

Banda

Palas plásticas

4 llantas

Soleras metálicas

Tornillos y tuercas

Batería 5 volts

Cables

Desarmadores

Pinzas

Lamina SINTRA

Bastón

A continuación veremos paso a paso la forma como se construyó el ROBOT MECANICO RECOGE JUGUETES.

Buscando aplicar lo aprendido en el colegio sobre el cuidado del medio ambiente, el robot fue construido en su totalidad con material reciclado mucho de este material es nuevo pero ya era desecho. Fue una tarea un poco tardada el adaptar tamaños de materiales diferentes con el objetivo de tener una máquina que realizar la tarea planeada.

Lo primero que realice fue el dibujo a lápiz el cual contenía las piezas mínimas que debería tener el proyecto, aquí muestro la primera evidencia tomada.

Fig.15 Dibujo del robot

Después ya con el dibujo se enlisto las piezas que se utilizarían estas fueron tomadas del esquema realizado. El esquema realizado fue un carrito de cuatro ruedas Aquí enlisto los materiales.

-llantas de carrito de juguete deberían de ser de plástico fuerte con buena adherencia al piso

-acrílico o plástico fuente y ligero serviría como chasis del robot

– eje y paletas para recoger los juguetes.

– motor de bajo voltaje

-batería

Estos fueron los materiales principales pero no fueron los únicos, me di cuenta que se deberían hacer uniones entre los materiales y estos se realizaría con tornillos y tuercas además el motor debería tener más fuerza por lo tanto me di a la tarea de conseguir un material que me ayudara a tener mayor firmeza al realizar los giros pero que no fuera pesado ni grande, entonces conseguí un sistema de engranes de un aparado roto que estaba en mi casa.

Aquí muestro imágenes del primer paso que realice para la construcción del proyecto.

Fig. 16 Se muestra el  chasis con sus barras de apoyo

Fig. 17 Se muestra evidencia se la localización de ejes, baterías, banda y motor

Fig. 18 Pruebas de velocidades  de motores y consulta de internet para conocer cómo funcionan.

Fig. 19 Se muestras la instalación de eje y rueda

Fig. 20 Pruebas en eje y paletas,

Fig. 21 Instalación de motor y banda

Fig. 22 Robot mecánico recoge juguetes ya terminado y funcionando.

Se enlistan todos los materiales que se ocupan

Procedimientos y técnicas que se utilizan para realizar el estudio; en el caso de desarrollos tecnológicos o prototipos se deben incluir, los planos, diagramas o croquis y análisis de costo beneficio.

Galería Método

Resultados

Al utilizar un motor de carrito de juguete de 5 volts conectado directamente al eje principal con paletas, se registró un nulo movimiento del sistema, por lo cual se rechazó la idea de utilizar es motor, pero se consiguió un motor en buen estado de un DVD roto el cual tenía mayor fuerza pero no era suficiente para mover lo juguetes de suelo, entonces del mismo aparato de desecho se tomó un sistema de engranes y bandas y se colocó en el robot obteniendo el impulso buscado, el eje principal se movía  mucho porque no tenía un tope para que no avanzara fue de su lugar, se colocó el tope con gomas plásticas, el eje se mantuvo estable en su lugar.

La instalación de la llantas fue una tarea que llevo un par de horas por que se tuvo que corregir el tamaño del eje y además colocar soportes firmes conectados al chasis.

La altura de la pala se obtuvo midiendo las dimensiones de las llantas ya instalas, la paleta se instaló en el eje principal con tornillos y tuercas.

Ya terminado el chasis y el eje principal, se colocó una caja la cual es el lugar donde se guardaran los juguetes ya recogidos por la paleta.

Galería Resultados

Discusión

Los motores de carritos de juguete no funcionan para mover eje pesados, por lo cual fueron rechazados, motores de impresora no funcionan para nuestro proyecto por que utilizar una tecnología que esta fuera de nuestro objetivo de estudio.

Motores de DVD con sus sistema de engranes poleas y bandas son ideas para el proyecto presentado por que son ligeros y de bajo voltaje, además de ser muy fáciles de manipular y de instalar.

Al colocar el sistema de pala y eje bien centrado se obtuvo el objetivo deseado de levantar juguetes del piso para ser depositados en una caja.

Conclusiones

1. Conclusiones

Al realizar este proyecto con materiales reciclados contribuimos a la creatividad para realizar un proyecto funcional e innovador.

La inversión económica fue de 0 pesos.

Youtube aparte de ser un medio de diversión también es una red social en la cual podemos aprender temas tecnológicos.

Aprendí a utilizar herramienta con las medidas de seguridad para no lastimar mi cuerpo.

Tornillos y tuercas siempre deben de estar apretados para| no causar accidentes y para que el robot funcione correctamente.

Los engranes ayudan a reducir y a aumentar la velocidad dependiendo la posición como sea colocados.

Bibliografía

http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/robotica/historia.htm Mínimo cinco referencias de libros, internet

http://inteligencia-artificialrobotica.blogspot.mx/p/historia-de-la-robotica.html

http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0204/ctrl_rob/robotica/historia.htm

http://robotblog2010.blogspot.mx/p/usos-de-los-robots-en-la-actualidad.html

http://www.tiposde.org/general/460-tipos-de-robots/#ixzz54tK0XZvj

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography