Con este proyecto se pretende potenciar las competencias que permitan al alumno familiarizarse con nuevas herramientas para la realización de prácticas y trabajos, incrementando sus habilidades, actitudes y responsabilidades; de forma mas concreta los objetivos mas relevantes del proyecto los podemos  expresar como:

·         El incremento de la motivación en el desarrollo de prácticas en las asignaturas involucradas, así como la mejoraen el rendimiento a la hora de utilizar los recursos del Laboratorio de dichas asignaturas.

·         Explorar las posibilidades de los sistemas clonables en la educación superior, así como el uso de dispositivos de bajo costo para el modelado de máquinas de precisión.

·         Crear un esquema de trabajo que permita la extensión de las maquetas de diseño y construcción propio en el equipamiento de aquellos laboratorios que requieran en condiciones actuales de inversiones excesivamente elevadas de dinero.

·         Desarrollar una herramienta software basada en MatLab para la realizar  prácticas con robots reales.

Es importante hacer notar el salto en cuanto a posibilidades económicas que este tipo de maqueta supone para las prácticas. En la figura 1 se incluyen los costes comparativos incluyendo las funciones aportadas por otras maquetas que intentan cubrir el ámbito que en este proyecto se propone.

Como se observa si se pretende tener acceso al control y a los potenciómetros o sensores de los distintos ejes del robot, necesario para poder aplicar los conocimientos adquiridos en la asignatura de robótica o para aplicar las técnicas explicadas en las asignaturas de regulación, es necesario adquirir un material excesivamente caro. En este proyecto se parte del diseño A-Bot (Figura 2). Es un proyecto final de carrera realizado por Antonio Castro y tutorizado por el prof. Alberto Valero y del cual se cuenta con toda la información y consentimiento expreso para poder ser reproducido y posteriormente mejorado.

A continuación se detallan las fases en que se desarrollarán las distintas acciones de que consta el proyecto:

Prácticas aplicadas a la docencia de la Robótica

Fase 1: Construcción del prototipo diseñado por D. Antonio Castro Gómez.

      ·         Fabricación de las piezas obtenidas por medio de (1).

                  ·         Montaje y validación del robot.

Fase 2: Programación del software embebido y diseño del protocolo para acceso rápido a las primitivas de control de bajo nivel

·         Desarrollo de control de bajo nivel, con la calibración de articulaciones variables, y que permita el ajuste de los reguladores de cada una de las articulaciones.

·         Diseño e implementación de un protocolo serie que permita el acceso desde PC.

·         Diseño e implementación de una clase en C++ que haga de interfaz de mensajes (intérprete y factoria) tanto para el servidor como para el cliente.

·         Documentación de las tramas y características de la comunicación.

Fase 3: Desarrollo de la herramienta de control desde Matlab.

·         Por medio de las S-Function, generar una clase que permita el acceso directo desde Matlab a los parámetros y comandos de control básico del robot.

·         Diseño de una interfaz sobre Matlab que permita la monitorización y control básico del robot.

Fase 4: Diseño y construcción de la versión mejorada del robot

·         Análisis de soluciones que busquen la reducción de inercias y cargas en el brazo. Considerar el uso de fresado 2,5D para lograr estructuras más resistentes y ligeras para el brazo

·         Desplazamiento de los motores de la muñeca al codo. Uso del juego de engranages de doble plato y piñón para resolver el 4 y 5 eje.

·         Estudio de alternativas para reducir el coste de la segunda articulación.

·         Estudio de la opción de tener un efector final variable

Aplicación de las técnicas de control al paradigma de sistema multivariable con coeficientes no constantes.

    Fase 1: Implementación sobre Matlab de los modelos matemáticos del robot de la primera fase.

·         Desarrollo de una clase que modele Cinemáticamente el Robot (tanto directa como inversamente).

·         Obtención del modelo dinámico del robot e integración en un bloque enmascarado de Matlab.

·         Validación del modelo y ajuste.

   Fase 2: Diseño de una interfaz gráfica para las prácticas de control

·         Desarrollo de una interfaz gráfica que combine la representación tridimensional del modelo basándose en la librería MRcore desarrollada en el departamento y la aplicación Apolo, con los datos suministrados por el controlador de Matlab, junto con el trazado de las gráficas de posición, velocidad, aceleración y par de cada articulación.

(1) http://www.thingiverse.com/thing:30163

La evaluación de las distintas acciones de que consta el proyecto se realizará según se indica:

·         Comprobación por el profesor de la facilidad de uso de la plataforma robótica por parte de los alumnos.

·         Registro de  los resultados de las prácticas en una base de datos para su evaluación.

·         Efectos de los aprendizajes obtenidos sobre el resultado de los controladores competitivos de la última práctica.

·         Valoración subjetiva de la eficacia de los materiales en sí.

·         Valoración estadística sobre la ampliación de conocimientos como consecuencia de las nuevas prácticas, sobre la consolidación del trabajo práctico autónomo, del fomento de su iniciativa y creatividad.

·         Valoración subjetiva de los alumnos mediante encuesta de la nueva metodología implantada.

·         Contabilización del número de clones realizados por los alumnos.