Descripción

El Kit Educativo de Brazo Robótico 4DOF en HDF de 3 mm es un proyecto práctico diseñado para introducir conceptos de robótica, electrónica, programación y cinemática o control de movimiento mediante la construcción y operación de un brazo robótico.

La estructura mecánica está fabricada en HDF de 3 mm mediante corte láser, lo que permite obtener piezas con geometrías precisas para formar los diferentes mecanismos articulados del brazo.

El sistema incorpora cuatro servomotores, que permiten controlar los movimientos independientes del brazo y la apertura y cierre de la garra. La fotografía del producto permite identificar claramente los cuatro puntos de accionamiento mediante servomotores.

El control se realiza mediante joystick, permitiendo transformar el movimiento de la palanca en órdenes para los servomotores. Esta interacción hace que el kit sea especialmente apropiado para comprender la relación entre entrada → procesamiento → movimiento, uno de los principios fundamentales de la robótica.

Este kit educativo 4DOF utiliza precisamente cuatro servomotores para controlar los diferentes movimientos del brazo y joystick para generar las órdenes de movimiento.

Características técnicas

Información general

Estructura mecánica

Grados de libertad

El brazo dispone de 4 grados de libertad, permitiendo controlar diferentes movimientos de manera independiente.

Esta configuración permite combinar los movimientos de las articulaciones para posicionar la garra en diferentes puntos del espacio de trabajo.

La configuración de cuatro grados de libertad y cuatro servomotores es característica de este tipo de brazo robótico educativo.

Servomotores

Control mediante joystick

El joystick proporciona una interfaz física e intuitiva para controlar el brazo.

Al desplazar la palanca, el sistema interpreta la posición del joystick y genera las órdenes correspondientes para los servomotores.

Esto permite aprender conceptos como:

• Lectura de entradas analógicas.
• Variables.
• Rangos de valores.
• Mapeo de valores.
• Control de servomotores.
• Movimiento proporcional.
• Programación de entradas y salidas.

Garra robótica

La garra permite realizar actividades prácticas de agarre, traslado y posicionamiento de objetos pequeños y livianos.

Sistema electrónico

Qué puedes aprender con este kit

Este producto tiene un valor educativo importante porque permite trabajar simultáneamente diferentes áreas STEAM.

Mecánica

• Estructuras articuladas.
• Movimiento rotacional.
• Ejes y puntos de giro.
• Transmisión de movimiento.
• Diseño de mecanismos.
• Ensamble mecánico.

Electrónica

• Alimentación de servomotores.
• Señales de control.
• Entradas analógicas.
• Conexiones eléctricas.
• Distribución de alimentación.
• Integración de sensores y actuadores.

Programación

• Variables.
• Entradas analógicas.
• Salidas para servomotores.
• Condicionales.
• Rangos de valores.
• Mapeo de valores.
• Control proporcional.
• Secuencias de movimiento.

Robótica

• Grados de libertad.
• Articulaciones.
• Actuadores.
• Efector final.
• Control manual.
• Posicionamiento.
• Coordinación de movimientos.

Aplicaciones educativas

Este kit puede utilizarse para desarrollar proyectos relacionados con:

• Robótica educativa.
• STEM y STEAM.
• Programación.
• Electrónica.
• Automatización.
• Mecatrónica.
• Diseño de mecanismos.
• Pensamiento lógico.
• Resolución de problemas.
• Control de movimiento.

También permite realizar actividades prácticas en las que el estudiante debe ensamblar, programar, controlar y modificar el comportamiento del robot.

La documentación PDF del kits 4DOF educativo contempla las actividades de montaje, control de articulaciones, lectura del joystick, control de servos y programación de movimientos basados en la plataforma de programación gráfica STEAMakersBlocks.

Características educativas

Modalidad de kit

El producto corresponde a un concepto DIY (Do It Yourself): las piezas de la estructura se ensamblan para construir el brazo robótico.

Contenido del kit

Basándome exclusivamente en lo que podemos identificar de esta versión y evitando inventar cantidades de tornillería o componentes electrónicos:

Consideraciones importantes

• El kit utiliza una estructura de HDF de 3 mm, No lo exponga al agua.
• La capacidad de carga de la garra depende de los servomotores, la alimentación, la geometría del brazo y el objeto manipulado.
• No recomiendo utilizarlo para levantar objetos pesados, el propósito del proyecto es educativo.
• El sistema debe recibir una alimentación adecuada para los servomotores. (Alimentado solo por medio de USB a un computador, es posible que en algunos casos se generen errores en el movimiento de los servos, se recomienda siempre alimentarlo con un adaptador o 2 baterias de litio 18650).
• La alimentación de los servos debe dimensionarse teniendo en cuenta que pueden demandar más corriente durante el movimiento o cuando encuentran resistencia.
• El HDF es un material derivado de fibras de madera, por lo que debe protegerse de humedad excesiva.
• La estructura debe ensamblarse correctamente para que llas piezas móviles queden alineadas y no sometan los servos a una sobre esfuerzo
• Todas las articulaciones que se unan con tuercas de seguridad, deben quedar lo suficientemente flojas para que no afecten el movimiento al frenarse.