Diseño y simulación de un manipulador robótico para mejorar la precisión de los parámetros de la siembra mecanizada de semillas de maíz amarillo duro INIA 605 e INIA 619

Abstract

Arnold Jair Rodríguez Carbajal; Josmell Henry Alva Alcántara; Sixto Ricardo Prado Gardini. Diseño y simulación de un manipulador robótico para mejorar la precisión de los parámetros de la siembra mecanizada de semillas de maíz amarillo duro INIA 605 e INIA 619. Trujillo, 2022, 304 páginas. Tesis para optar el título de Ingeniero Mecatrónico, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Trujillo. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar y simular un manipulador robótico para mejorar la precisión de los parámetros de la siembra mecanizada de semillas de maíz amarillo duro INIA 605 e INIA 619, siendo una investigación aplicada y desarrollada siguiendo la norma VDI 2206. Se inició identificando el proceso y parámetros técnicos de la siembra de las semillas de maíz amarillo duro INIA 605 e INIA 619, determinando los requerimientos de diseño del manipulador robótico y la morfología adecuada para proponer su mejor diseño conceptual. Con el diseño conceptual desarrollado se modeló la cinemática del manipulador robótico con la obtención de los parámetros de DenavitHartenberg, y luego la dinámica a partir del modelo dinámico de Euler - Lagrange. Luego se diseñó el sistema mecánico asignando las dimensiones y modelando la estructura mecánica para obtener sus parámetros estructurales que permitan dimensionar los actuadores que cumplan con los requisitos, para luego diseñar el efector final considerando las características físicas de las semillas. Seguidamente se diseñó el sistema eléctrico y electrónico seleccionando los actuadores, sensores, tarjetas de potencia y de control, y estableciendo sus conexiones. Para el diseño del sistema de control cinemático se utilizaron trayectorias PTP y lineales, mientras que el control dinámico fue monoarticular usando el control PID que incluyen los servomotores seleccionados, además se diseñó una interfaz de control para el robot. Finalmente se obtuvieron los planos mecánicos, neumáticos y eléctricos del manipulador robótico y se realizó la simulación de la siembra en el entorno virtual de CoppeliaSim utilizando la interfaz de control; a partir de la cual se obtuvieron los puntos de sembrados para diferentes combinaciones de densidad y profundidad de siembra dando como resultado una precisión de más del 99.7% y 98.5% respectivamente.