robot rescatista

INSTITUTO POLITÉCNICO
NACIONAL ESCUELA SUPERIOR
DE INGENIERÍA MECÁNICA Y
ELÉCTRICA
ROBOT MÓVIL PARA RECONOCIMIENTO
DE TERRENOS

T E S I S
QUE

PARA

OBTENER

EL

TÍTULO

DE

INGENIERO EN ROBÓTICA INDUSTRIAL

P R E S E N T AN
Castañón Decena Francisco
Cosme Bustamante Carlos
Martínez Tovar Carlos Uriel

ASESORES: M. en C. AURORA APARICIO CASTILLO
M. en C. RUBÉN GALICIA MEJÍA

México D.F. 2011

ROBOT MÓVIL PARA RESCATE EN ZONAS DE DESASTRE

ÍNDICE GENERAL

Contenido
ÍNDICE GENERAL

4

INTRODUCCIÓN

8

OBJETIVOS

10

JUSTIFICACIÓN

11

HIPÓTESIS

12

ESTUDIO DEL ESTADO DEL ARTE.

14

1.1

CONTEXTO HISTÓRICO.

15

1.2

CONTEXTO TECNOLÓGICO.

17

FIGURA 1.1 PIQUE
FIGURA 1.2 HACHA CON PICO
FIGURA 1.3 MARTILLO NEUMÁTICO
FIGURA 1.4 BOLSA DE LEVANTAMIENTO DE ALTA CAPACIDAD
FIGURA 1.5 BOLSA DE LEVANTAMIENTO DE BAJA CAPACIDAD
FIGURA 1.6 UNIDAD SEPARADOR
FIGURA 1.7 GATOS HIDRÁULICOS PUNTUALES
FIGURA 1.8 VIBRÁFONO DE SPINIFER
FIGURA 1.9 VIBROSCOPIO DE SPINIFER
FIGURA 1.10 EXPLOSÍMETRO
1.3

CONTEXTO COMERCIAL.

17
17
18
19
19
20
20
21
22
22
23

DISEÑO DEL ROBOT MÓVIL

25

2.1

26

ANÁLISIS PARA DETERMINAR EL DISEÑO.

FIGURA 2.1: DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA TÉCNICA DE RECONOCIMIENTO DE
TERRENOS Y RESCATE DE VÍCTIMAS EN TERREMOTOS

27

2.2

DIAGNÓSTICO PREVIO PARA EL DISEÑO

28

2.3

ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN PARA DETERMINAR EL DISEÑO.

30

TABLA 2.1 DESCRIPCIÓN DE LOS CRITERIOS DE JERARQUIZACIÓN
TABLA 2.2 TABLA DE CRITERIOS DE JERARQUIZACIÓN DELIMITANDO EL PROBLEMA
2.4

SELECCIÓN DEL DISEÑO MÁS APROPIADO.

32
32
33

TABLA 2.3 TABLA DE CRITERIOS SOBRE SOLUCIONES
34
TABLA 2.4 CRITERIOS, SOLUCIONES Y SU PORCENTAJE TOTAL
35
FIGURA 2.2 DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA TÉCNICA DE RESCATE DE VÍCTIMAS Y/O DE
EXPLORACIÓN DE TERRENOS EN TERREMOTOS Y DONDE EL PROYECTO ENTRARIA DE
MANERA FUNCIONAL
36
ANÁLISIS DEL ROBOT MÓVIL

38

3.1

38

DISEÑO MECÁNICO

TABLA 3.1 PARTES QUE COMPONEN EL MÓVIL Y SU PESO
TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

38

4

3.1.1

ROBOT MÓVIL PARA RESCATE EN ZONAS DE DESASTRE
CHASIS DEL PROTOTIPO

TABLA 3.2
TABLA 3.3
TABLA 3.4
TABLA 3.5

DESIGNACIONES DE ALUMINIOS [11]
CLASIFICACIÓN DEL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES.
TABLA DE PROPIEDADES TÍPICAS DE MATERIALES PARA INGENIERÍAS (S INGLÉS) [11]
TABLA DE PROPIEDADES TÍPICAS DE MATERIALES PARA INGENIERÍAS (S INTERNACIONAL)

39
40
41
45
[11]
46

FIGURA 3.1 DIAGRAMAS DE CORTANTE Y DE MOMENTO DE LA PLACA QUE SOPORTA LOS COMPONENTES
48
3.1.2

MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

FIGURA 3.2
FIGURA 3.3
FIGURA 3.4
FIGURA 3.5
3.1.3

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DE LA RUEDA
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE DEL LA ORUGA DELANTERA DEL ROBOT
DIMENSIONES DEL MOTOR EN MILÍMETROS
MOTOR ELÉCTRICO

CADENAS DE TRANSMISIÓN Y PIÑONES

FIGURA 3.6 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA CADENA [4].
FIGURA 3.7 EFECTO DE LA CUERDA EN UNA CADENA DE RODILLOS [4].
FIGURA 3.8 RODAMIENTO RÍGIDO DE BOLAS.
FIGURA 3.9 CADENA PARA FABRICAR LA ORUGA DEL ROBOT MÓVIL
FIGURA 3.10 PIÑONES PARA LA TRACCIÓN DE LAS ORUGAS DEL ROBOT MÓVIL
FIGURA 3.11 BALEROS PARA LA PARTE CENTRAL DE LOS PIÑONES DE TRACCIÓN DEL ROBOT
FIGURA 3.12 EJES SEPARADORES HUECOS PARA LA SUJECIÓN DEL LADO LIBRE DE LA ORUGA
3.1.4

BATERÍAS O PILAS

FIGURA 3.13 BATERÍAS RECARGABLES QUE UTILIZA EL ROBOT MÓVIL
3.1.5

CÁMARA

FIGURA 3.14
FIGURA 3.15
FIGURA 3.16
FIGURA 3.17
3.1.6

CÁMARA INFRARROJA INALÁMBRICA CON MICRÓFONO PARA EL ROBOT MÓVIL
RECEPTOR DE FRECUENCIA DE LA CÁMARA INALÁMBRICA
USB DECODIFICADORA DE VIDEO PARA LA SEÑAL DE LA CÁMARA DEL MÓVIL
CIRCUITO ELÉCTRICO DE LA REGULACIÓN DEL VOLTAJE DE LA CÁMARA

SERVOMOTORES

FIGURA 3.18 SERVOMOTOR DE LOS BRAZOS DEL ROBOT MÓVIL
3.1.7

CONTROL DE RADIOFRECUENCIA

TABLA 3.6 RADIOFRECUENCIAS COMERCIALES
FIGURA 3.19 CONTROL DE RADIOFRECUENCIA DE 2.4 GHZ CON 5 CANALES
FIGURA 3.20 RECEPTOR DEL CONTROL DE RADIOFRECUENCIA Y PACK DE PILAS DE ALIMENTACIÓN
FIGURA 3.21 RECEPTOR DEL CONTROL DE RADIOFRECUENCIA
3.2
3.2.1

DISEÑO ELECTRÓNICO
ESTRUCTURA DEL MÓVIL

FIGURA 3.22 ESTRUCTURA DEL MÓVIL CON LA TARJETA DE POTENCIA DE LOS MOTORES
FIGURA 3.23 PARTE DE ABAJO DEL MÓVIL
3.2.2

CIRCUITOS ELECTRÓNICO

FIGURA 3.24
FIGURA 3.25
FIGURA 3.26
FIGURA 3.27
FIGURA 3.28
FIGURA 3.29

DIAGRAMA ELÉCTRICO DE LA ETAPA DE CONTROL
DIAGRAMA ELÉCTRICO DE LA ETAPA DE POTENCIA DE LOS MOTORES
CIRCUITO ELÉCTRICO DE LA PARTE DE POTENCIA DE LOS MOTORES
DIAGRAMA ELÉCTRICO DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN
DIAGRAMA ELÉCTRICO DE LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN Y EL PIC16F67A
DIAGRAMA ELÉCTRICO DE LOS BUSES DE DATOS

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

50
50
53
55
55
56
57
58
59
60
61
62
62
63
65
66
67
68
69
69
71
72
73
73
74
75
75
76
76
76
77
78
78
79
80
81
82
82

5

ROBOT MÓVIL PARA RESCATE EN ZONAS DE DESASTRE
TABLA 3.7 ESPECIFICACIONES ELÉCTRICAS DEL PIC16F627A
FIGURA 3.30 DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL L293D
TABLA 3.8 PINES DE ENTRADAS Y SALIDAS DEL L293D
TABLA 3.9 DESCRIPCIÓN DE CONFIGURACIÓN DE FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES
FIGURA 3.31 DIAGRAMA ELÉCTRICO DE TODAS LAS ETAPAS
FIGURA 3.32 TARJETA ELECTRÓNICA DE POTENCIA
3.3

ENSAMBLE Y PRUEBAS

FIGURA 3.33
FIGURA 3.34
FIGURA 3.35
FIGURA 3.36
FIGURA 3.37
FIGURA 3.38

ENSAMBLADO DE LAS PIEZAS DEL ROBOT MÓVIL
MOTOR ELÉCTRICO, CADENA Y CATARINA DE TRACCIÓN DEL ROBOT MÓVIL
CATARINA CON EL EJE BARRENADO Y PRISIONERO PARA EL MOTOR
CATARINA CON EL EJE SUJETADO AL MOTOR
CATARINA CON CADENA DE LA PARTE DELANTERA DEL ROBOT MÓVIL
PILAS AA Y TARJETA DE POTENCIA DE LOS MOTORES EN EL ROBOT MÓVIL

83
84
84
85
87
88
89
89
89
90
90
91
91

RESULTADOS OBTENIDOS

94

4.1

RESULTADOS

94

4.2

OTROS SISTEMAS

95

COSTOS Y CONCLUSIONES

97

5.1

97

COSTOS DEL MATERIAL ADQUIRIDO

TABLA 5.1 MATERIAL ADQUIRIDO POR EL EQUIPO DE TRABAJO Y SUS COSTOS
98
TABLA 5.2 MATERIAL PROPORCIONADO POR EL EQUIPO DE TRABAJO Y LA CANTIDAD DE CADA UNO DE ELLOS
99
5.2

CONCLUSIONES GENERALES

100

GLOSARIO

102

ANEXO I

109

ANEXO II

110

ANEXO III

144

ANEXO IV

149

BIBLIOGRAFÍA

150

WEBGRAFÍA

151

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

6

PROTOCOLO DEL PROYECTO

ROBOT MÓVIL PARA
RECONOCIMIENTO DE TERRENOS

INTRODUCCIÓN
La robótica móvil en la actualidad se ha desarrollado para un sinfín de soluciones
particulares, en este trabajo se atacará principalmente el problema de reconocer terrenos
que son de difícil acceso a prioridad para el ser humano.

Por lo tanto, el presente proyecto propone una solución tecnológica para un acceso remoto
por parte del usuario en zonas no conocidas, con la finalidad principalmente de localizar
personas u objetos en cualquier tipo de siniestro natural, desastre, escombros, ruinas o
simplemente en lugares de exploración, entre otras cosas.

La solución se presenta inicialmente con un Estudio del Estado del Arte (Capítulo I), el cual
integra los contextos de información necesarios para darle la sustentabilidad teórica al
proyecto y al mismo tiempo, que resulte una herramienta valiosa para documentar en estos
temas para el equipo de trabajo.

Por su parte, en el Capítulo II, se desarrolla el diseño del robot para atacar la problemática,
delimitando así todas las cualidades y características que tendrá el robot móvil; todo esto
estará basado en un riguroso análisis de la estructura más idónea y el sistema electrónico
más apto para su control.

Con lo anterior, se desarrolla en sí el robot móvil, teniendo en cuenta la Ingeniería de
Automatización y Control, Ingenierías de Diseño Mecánico e Ingeniería Industrial, las
cuales se podrán observar en el Capítulo III, realizando el análisis del robot construido
como una solución integral a través de la sinergia que cada uno de estos elementos aporta
al proyecto.

En el Capítulo IV, se enuncian los Resultados obtenidos, a través de la comparación de los
objetivos iniciales con el resultado final, basándose en la experiencia propia de cada uno de
los integrantes del equipo de trabajo y sus respectivas aportaciones en el proyecto.

Finalmente el Capítulo V, detalla los costos generales del robot, las conclusiones,
recomendaciones y discusiones, los cuales representan una valiosa retroalimentación para
el equipo de trabajo en relación a mejorar todos aquellos aspectos que sean necesarios, y al
mismo tiempo representan información valiosa para aquellos interesados en el tema en
estudio.

El equipo de trabajo pretendió desarrollar un prototipo con tecnología disponible a nivel
nacional que ayude a las actividades de reconocimiento de terrenos, que sea alcanzable para
un mayor número de tareas, no sólo de reconocimiento, y que auxilie en desastres,
derrumbes, escombros, etc.; manteniendo vigente la misión
educativa: “La Técnica al Servicio de la Patria.”

de

nuestra

institución

OBJETIVOS

GENERAL

Proporcionar una herramienta que ayude a mejorar las técnicas de incursión en áreas de
difícil acceso con ayuda de tecnología móvil.

ESPECÍFICOS

Auxiliar en tareas de reconocimiento de terrenos para disminuir el riesgo de accidentes en
personas que tengan como fin accesar a dichos lugares.

Ingresar por lugares inaccesibles para el hombre, y ayudar a la localización de objetos o
personas, dando así una evaluación visual del terreno.

Aumentar la eficacia y eficiencia en la detección de personas u objetos para disminuir el
factor tiempo y mejorar resultados en las maniobras de reconocimiento de terrenos.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ

10

JUSTIFICACIÓN

Debido a que en los últimos años se ha incrementado la necesidad e interés por tener acceso
a zonas no reconocidas y de difícil acceso para la exploración de terrenos en lugares donde
el ser humano difícilmente puede acceder, se ha hecho necesaria la implementación de
sistemas controlados vía remota que permitan ayudar a rescatar personas en zonas de
desastre o a explorar áreas de alto riesgo para el hombre.

El desarrollo de una herramienta de esta índole deberá ser capaz de detectar un sin número
de personas u objetos gracias a una cámara de visión infrarroja con alcance de 150m. (en
condiciones ideales).

HIPÓTESIS

El equipo de trabajo propone desarrollar un Robot Móvil Inalámbrico que sirva de
herramienta para solucionar la problemática del reconocimiento de terrenos, el cual tenga la
capacidad de moverse por lugares inaccesibles para el humano y al mismo tiempo, muestre
imágenes en tiempo real que sirvan para trazar una trayectoria, la cual se pueda utilizar para
generar una mejor imagen empleada para la ubicación de personas u objetos;

es

indispensable que esta herramienta cuente con un control fácilmente manipulable por el
usuario asignado.

Capítulo I

Estudio del Estado del Arte

1.1 Contexto Histórico

1.2 Contexto Tecnológico

1.3 Contexto Comercial

Este Capítulo integra contextos de información necesaria para sustentar teóricamente el
proyecto

ROBOT MÓVIL PARA RESCATE EN ZONAS DE DESASTRE

Estudio del Estado del Arte.
En este capítulo se tratarán los contextos históricos, tecnológicos y comerciales.

En el contexto histórico se mencionarán cómo se atacaba la problemática antes
mencionada.

También se mencionarán dentro del contexto tecnológico varias herramientas desarrolladas
en el pasado para accesar a terrenos desconocidos o de difícil acceso.

A su vez, en el contexto comercial se mostrará el mercado donde puede ser introducido el
proyecto que se está desarrollando.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

14

1.1 Contexto Histórico.
No se sabe con certeza cuando se comenzó a atacar la problemática, pero los registros más
antiguos que se tienen son los escritos de China datados hace 3000 años y los códices
Mayas y Aztecas, en los cuales se describen los impactos de las sacudidas sísmicas que
generaban derrumbes o escombros. Éstos son los primeros intentos por accesar a zonas no
conocidas y/o de difícil acceso, ya que la mayoría de los casos de destrucción de las
estructuras y la necesidad del hombre por rescatar a las víctimas de dicha destrucción es
causada por los sismos.

Para atacar esta problemática se utilizaban técnicas de rescate con cuadrillas de personas y
se auxiliaban con perros de venteo (perros de búsqueda de personas u objetos) para conocer
o incluso encontrar la localización de las víctimas sepultadas.

La herramienta más antigua que se utilizó en el rescate de víctimas fue la palanca.
Posteriormente el hombre se vio en la necesidad de fabricar nuevos instrumentos que le
ayudaran al rescate, como por ejemplo el pique.

Las primeras herramientas de rescate hidráulicas surgen en 1975 y éstas son:



Separador manual hidráulico



Sistema de pistón hidráulico (gato), comenzó a utilizarse en 1984.



El martillo neumático se introdujo como herramienta después del año 1970.



Bolsas de levantamiento de baja y alta presión.



Detector de gases (Explosímetro).

De las herramientas más actuales para el reconocimiento de terrenos y victimas posibles en
el lugar se tienen.


El vibráfono.



El vibroscopio.

Con este tipo de herramientas se ha podido encontrar una solución para la problemática
antes mencionada, sin embargo ésta no ha satisfecho la necesidad y la eficacia necesaria
para un reconocimiento o incluso la recuperación de personas u objetos en zonas de difícil
acceso para el humano.

1.2 Contexto Tecnológico.
En este contexto se integra la información de las diferentes herramientas y

técnicas

utilizadas para resolver la problemática.

El ingreso a los lugares remotos o de difícil acceso se comenzó a realizar con el uso de la
palanca y el pique como herramientas tecnológicas; ahora en años más recientes (siglo XX)
se empezaron a emplear diversas tecnologías, como son la hidráulica, neumática y
electrónica.

Figura 1.1 Pique

Figura 1.2 Hacha con pico

De la tecnología neumática tenemos las herramientas siguientes utilizadas en los rescates:



Martillo neumático.

El martillo neumático es una herramienta de uso profesional utilizada con el propósito de
realizar agujeros de dimensiones considerables. Esto sirve para que el
introduzca con mayor facilidad hacia donde se desea, ya sea

para

humano

detectar

se

objetos,

personas o sólo de exploración.

Figura 1.3 Martillo neumático



Bolsas de levantamiento.

Las bolsas de levantamiento son herramientas que se utilizan para levantar escombros o
piedras, permitiendo al humano introducirse en zonas de difícil acceso para dar una
evaluación de la misma. Su elemento principal para su funcionamiento es el aire. Estas
bolsas están construidas de un material resistente a las pinchaduras y soporta diferentes
pesos. Dependiendo de sus dimensiones, éstas requieren un espacio considerable para su
funcionamiento.

Figura 1.4 Bolsa de levantamiento de alta

capacidad

Figura 1.5 Bolsa de levantamiento de baja

capacidad

Los sistemas hidráulicos se comienzan a utilizar a partir de la necesidad de remover un
mayor peso con las herramientas.

Las herramientas hidráulicas utilizadas en las intervenciones para accesar a lugares de
difícil acceso para el humano son:



Unidad separador.

El separador hidráulico es una herramienta portátil y manual que sirve para remover
materiales de mayor peso y facilitar el acceso de los hombres. Tiene la capacidad de
levantar mayores cantidades de peso de cualquier material en una sola operación.

Figura 1.6 Unidad separador



Gatos hidráulicos puntuales.

El gato hidráulico puntual es un sistema de apoyo utilizado por el separador manual
hidráulico para mantener separadas las partes mediante las cuales se desea tener acceso a un
lugar por un mayor tiempo y con mayor distancia. Es capaz de permitir que dos hombres
ingresen al mismo lugar y al mismo tiempo.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

20

Figura 1.7 Gatos hidráulicos puntuales

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

21

Posteriormente dentro de los sistemas electrónicos de apoyo para accesos de este tipo
encontramos:



Vibráfono.

El vibráfono permite detectar la presencia de alguna persona bajo escombros o materiales
inertes después de una catástrofe o derrumbe y determina su ubicación con cierta exactitud.
El más mínimo sonido emitido por la persona es susceptible de ser captado por este equipo
con una sensibilidad excepcional.

Este dispositivo está equipado de un filtro ajustable que permite atenuar y discriminar los
ruidos brutos externos como martillos neumáticos, paso de vehículos, etc.

Figura 1.8



Vibráfono de SPINIFER

Vibroscopio.

El vibroscopio está compuesto de una punta telescópica en la cual tiene fijada una cámara
infrarroja rotativa de 360º unida a una caja de control portátil con pantalla.

El vibroscopio permite hacer exploraciones dentro de terrenos con escombros y a la vez, se
puede conversar con alguna persona dentro del espacio donde se introduce dicho
vibroscopio ya que cuenta con un micrófono incorporado en la cámara.

Figura 1.9



Vibroscopio de SPINIFER

Detector de gases.

Es un dispositivo portátil utilizado para medir la cantidad de gases en cualquier terreno
cerrado o del cual no se conoce la cantidad y peligrosidad de éstos que pudiesen generar
una explosión.

Figura 1.10 explosímetro

1.3 Contexto Comercial.
En este contexto se analizarán los posibles usuarios, a fin de realizar una selección sobre
cuáles pudieran ser clientes potenciales.

Con base en encuestas realizadas por el equipo se puede determinar que las siguientes
agrupaciones pudieran ser potenciales usuarios de esta tecnología debido a su función de
detección y exploración de terrenos de difícil acceso para el hombre, entre otras. Dichas
agrupaciones son:



Cruz Roja Mexicana.



Heroico Cuerpo de Bomberos.



Secretaria de la Defensa Nacional (SEDENA)



INAH (Instituto Nacional de Antropología e Historia).



ERUM (Escuadrón de Rescates y Urgencias Médicas).

Capítulo II

Diseño del robot móvil

2.1 Análisis para determinar el diseño

2.2 Diagnóstico previo para el diseño

2.3 Alternativas de solución
para determinar el diseño

2.4 Selección del diseño más apropiado

Este capítulo presenta los análisis desarrollados por el equipo de trabajo y la solución más
óptima para atacar la problemática.

Diseño del robot móvil

En este capítulo se plantea cómo obtener la solución óptima a la problemática del apoyo en
búsqueda y rescate para evitar riesgos adicionales a las personas.

Para esto se analizará la forma actual en la que se lleva a cabo el proceso de detección y
rescate de víctimas o exploración de terrenos que presenten mayor peligro para el ser
humano. Una vez conocido esto, se realizará un diagnóstico utilizando la herramienta
FODA (Fortalezas, Oportunidades, Debilidades y Amenazas).

2.1 Análisis para determinar el diseño.
El proceso investigado para el rescate de víctimas y reconocimiento de terrenos después
de un sismo es el siguiente:



El reconocimiento del lugar. Es el primer paso y se emplea para la detección de
posibles escapes de gas (con la ayuda de un explosímetro) y así determinar la mejor
herramienta para perforar, y los refuerzos a usar en caso de inestabilidad.



La localización de víctimas. El operario se auxilia con perros, piques y sondas.



La visualización. Se realiza mediante una perforación por la cual se desliza una
cámara endoscópica que permite al socorrista comunicarse con la víctima, y al
médico efectuar un primer diagnóstico.



La evaluación. Se lleva a cabo cuando se hace una perforación y retiro

de

escombros, posteriormente un médico o un socorrista podrá deslizarse y
proporcionar los primeros auxilios y dar la evaluación preliminar de la víctima. En
el caso de que sea sólo por exploración, por esa misma apertura podrá ingresar para
una visualización más a fondo de lo que se encuentra en dicha zona.
Este proceso se puede observar en la siguiente figura:

Reconocimiento del lugar

Localización de víctimas sepultadas o materiales peligr

Visualización del área donde se encuentra la víctima o materiales de

Evaluación del área para quitar escombros

Evaluación del estado de la víctima o terreno

FIGURA 2.1: DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA TÉCNICA DE RECONOCIMIENTO DE
TERRENOS Y RESCATE DE VÍCTIMAS EN TERREMOTOS

2.2 Diagnóstico previo para el diseño
El análisis FODA que se describe a continuación se aplico a las técnicas existentes desde
que se tienen registros de los métodos y técnicas utilizadas para rescates y/o para la
exploración de terrenos de difícil acceso para el ser humano, hasta los procesos utilizados
actualmente.

Fortalezas



Fácil manejo la herramienta.



La vida útil de los elementos es mayor.



Capacidad de mover grandes pesos. Desde 3.7 toneladas hasta 27 toneladas.

Oportunidades



Desarrollo tecnológico de herramientas de apoyo en zonas de desastre.



Mayor desarrollo comercial.



Optimización del proceso para su incursión en terrenos de difícil acceso.

Debilidades



Acceso muy restringido que se puede tener con las herramientas.



Los componentes tienen que ser importado de otros países por lo tanto se invierte
más tiempo de traslado.



No existen equipos de este tipo disponibles en el mercado nacional.



Son ruidosas las herramientas neumáticas como el taladro neumático.



Contaminación al ambiente producida por las máquinas en 1º y 2º orden debido al
uso de motores a gasolina para su funcionamiento.



Tecnología no muy avanzada en cuanto a localización (vibráfono).



Poco alcance de visualización en dispositivos ópticos (vibroscopio).



Mantenimiento continúo a motores de combustión interna y válvulas neumáticas.



Peso excesivo de las herramientas que utilizan los rescatistas.

Amenazas



Puede causar derrumbes las herramientas de golpeo como taladros neumáticos.



Nuevas tecnologías en desarrollo para el rescate.



La competencia de otras marcas para vender sus productos.



Mal uso de las herramientas por inexperiencia.

En base a este análisis FODA, en cuanto a las técnicas de rescate y reconocimiento de
terrenos que existen en la actualidad, se deben establecer los parámetros
pertinente el empleo del proyecto desarrollado.

donde

es

2.3 Alternativas de solución para determinar el
diseño.
Mediante la información obtenida con el diagnóstico del sistema a diseñar se establecieron
los criterios que permiten realizar el planteamiento del proyecto completo y los posibles
problemas los cuales se resolverán de acuerdo con criterios de jerarquización,
permitiéndonos con esto llegar a la propuesta de una solución óptima.

Criterios jerarquizados para la delimitación de la problemática

Para este proyecto se consideran los siguientes criterios:



Tiempo: Se pretende desarrollar el proyecto en un periodo de no más de 12 meses.



Costo: No se cuenta con gran financiamiento, por lo tanto los recursos económicos
para el desarrollo del proyecto están limitados a las aportaciones individuales de
cada uno de los integrantes del equipo.



Conocimientos: Electrónica, Mecánica, Metodologías de Investigación, Control y
experiencia propia; esto se refiere a los conocimientos del equipo.



Infraestructura: El equipo está limitado a usar las herramientas las cuales son
propiedad de los integrantes y/o los que el centro educativo ponga a disposición.

Problemas detectados

Acceso restringido: Limitantes para la introducción de herramientas en escombros.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

30

Tiempo de Importación: Costos elevados en la adquisión de la herramienta y accesorios y la
pérdida de tiempos de traslados.
Pocos equipos en el mercado nacional: Falta de empresas con tecnologías y equipos
disponible.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

31

Ruidosas: Por falta de mantenimiento, tecnología robusta y/o tecnología obsoleta.

Calidad: Baja calidad en cuanto a la estructura de la herramienta, por ser muy vieja e
incluso obsoleta.

Seguridad: Esta característica tiene como objeto cuidar la integridad del operario.

Contaminación: Por falta de mantenimiento del equipo y/o por uso de motores a gasolina ó
hidráulicos.

Tecnología antigua de localización: Tecnología poco eficiente para la localización de
víctimas.

Poca visualización: Poco equipo tecnológico para visualizar elementos, cosas y/o personas.

Mantenimiento: Se sabe que cualquier dispositivo mecánico requiere de mantenimiento
periódico por lo cual referimos llegar al análisis del problema.

Peso: Exceso de peso en la estructura de la herramienta.

Problemas
1. Acceso
restringido
2. Importación
3. Pocos equipos
4. Ruidosas
5. Calidad
6. Seguridad

Capacidad
por el
equipo
81
%
20
%
60
%
80
%
80
%
90
%

Tiemp
o

X


X


Criterios de jerarquización
Cost
Conocimient
Infraestructura
o
os



X



X



X



X



X







7.
Contaminación
8. Tecnología
utilizada de

80
%
75
%








X





X

localización
9. Poca
visualización
10.
Mantenimiento
11.
Peso

80
%
70
%
85
%



X





X











Tabla 2.1 Descripción de los criterios de

jerarquización

Selección de problemas.
Criterios

%

Problema

Tiempo
Costo
Conocimientos
Infraestructura

30%
10%
40%
20%
100%

1,3,4,6,7,8,9,11
1,3,4,6.7.8,10,11
1,3,4,5,6,7,8,9,10,11
1,3,4,6,9,10,11

Problem
a
delimita

1,3,4,6,1
1

Tabla 2.2 Tabla de criterios de jerarquización delimitando
el problema

En base a los criterios considerados por el equipo de trabajo se seleccionan los siguientes
problemas.

1

Acceso restringido
2 Pocos equipos
3 Ruidosa
6 Seguridad
11 Peso

Los problemas que se descartan son debido a que no se cuenta con el tiempo suficiente y el
capital necesario, esto se mencionara en las recomendaciones para aquellos que deseen
realizar una investigación al respecto.

2.4 Selección del diseño más apropiado.

Bien se sabe que cualquier problema a atacar tiene diferentes tipos de soluciones, por lo
cual se expondrán varias de las mismas que existen a la problemática, así mismo; se
propondrá de la más simple a la más compleja y que requiere ser más elaborada para así dar
una evaluación global del sistema más apropiado a diseñar.



Acceso restringido: Se pondrán en evaluación las siguientes soluciones para obtener
la más apropiada para el prototipo, para que este tenga un acceso más fácil.

1

Utilizar una cámara para dar una evaluación visual del área para mover
escombros y así accesar sin poner en riesgo la vida de las víctimas y/o tener
la mejor trayectoria para accesar al terreno de difícil acceso.

2

Desarrollar un móvil inalámbrico con mecanismo de orugas o cadenas y una
cámara infrarroja para ver la exploración.



Pocos equipos: Se propone una solución, ya que en el país no existen empresas que
desarrollen equipos y herramientas para ayuda en los rescates o en la detección de
terrenos de difícil acceso para él humano.

3

Desarrollar herramientas y equipo con tecnología disponible en la mayoría
de los casos a nivel nacional.



Ruidosa: Los equipos actuales utilizados para el acceso generan contaminación de
2º orden (contaminación acústica), por lo cual el equipo propondrá una solución a
este problema.

4.

Utilizar motores eléctricos.
5. Desarrollar mecanismos sin generación de muchas vibraciones.

6. Realizar un móvil que utilice motores eléctricos para su desplazamiento.



Seguridad: Brindar soluciones hacia el buen manejo o manipulación de la
herramienta.
7. Realizar una guía de entrenamiento el cual servirá de apoyo y a su vez
dará conocimiento de cómo debe ser operada la herramienta.

8. Implementar técnicas necesarias para operar de forma segura la herramienta.
9. Utilizar un sistema inalámbrico que permita un acceso remoto por parte del
rescatista.


Peso excesivo de la herramienta: Se propone la siguiente solución a este problema.

10. Utilizar materiales ligeros para la fabricación de la herramienta.
11. Utilizar en su desarrollo tecnología electrónica.
12. Implementar la herramienta con un diseño compacto.
Con la problemática y las soluciones obtenidas el equipo de trabajo plantea una
combinación de técnicas y herramientas para, así dar una solución óptima que será la que
se tomará en cuent para el diseño del prototipo.

Soluciones

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
10
1
2

Capacidad por
el equipo
10
%
10
%
10
%
9%
5%
9%
6%
5%
9%
9%
9%
9%
100
%

Tiem
po




X

X
X





Criterios de jerarquización
Cost
Infraestructur
Conocimient
o
a
os y
experiencia












X





X
X

X
X














Tabla 2.3 Tabla de criterios sobre soluciones

Por lo tanto el equipo de trabajo decidió enfocarse a estas posibles soluciones:

I.

Realizar una herramienta la cual permita tener un acceso más apropiado.

II.

Utilizar una cámara para dar una evaluación del área, y así posteriormente
mover escombros y poder accesar sin poner en riesgo la vida de las víctimas y/o
detectar elementos en el espacio donde trabaje el robot móvil.

III.

Utilizar motores eléctricos.

IV.

Utilizar en su desarrollo tecnología electrónica.

Con respecto al tiempo la solución más rápida de atender es:
Solucio
nes
1
2
4
9

CRITERIOS
Experiencia (10%), Infra (7%), Tiempo (4%), Costo
(3%)
Experiencia (10%), Infra (7%), Tiempo (4%), Costo
(4%)

TOTAL
2
4
%
2
5
%
2
7
%
2
4
%
100%

Experiencia (15%), Infra (7%), Tiempo (4%), Costo
(5%)
Experiencia (10%), Infra (5%), Tiempo (4%), Costo
(5%)

Tabla 2.4 Criterios, Soluciones y su porcentaje

total

Por lo tanto la solución más óptima para el robot móvil para reconocimiento de terrenos es
un móvil del tipo híbrido con orugas y un arreglo de articulación, dada la necesidad de
evadir obstáculos en su desplazamiento, y la etapa de control también será de igual forma
híbrida con dispositivos inalámbricos.

Reconocimiento del lugar

Localización de víctimas sepultadas y/o de materiales peligrosos

Utilización de la tecnología

Visualización del área donde se encuentra la victima y/o cualquier m
Evaluación del área para quitar escombros

Evaluación del estado de la victima y/o del terreno

FIGURA 2.2 DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA TÉCNICA DE RESCATE DE VÍCTIMAS
Y/O DE EXPLORACIÓN DE TERRENOS EN TERREMOTOS Y DONDE EL PROYECTO
ENTRARIA DE MANERA FUNCIONAL

Capítulo III
Análisis del Robot Móvil

3.1 Diseño mecánico

3.2 Diseño electrónico

3.3 Pruebas

En este capítulo obtendremos un modelo virtual y físico del proyecto el cual estará
sustentado por cálculos físicos para cada una de las partes que integran el proyecto.

ANÁLISIS DEL ROBOT MÓVIL
En base a lo que el equipo de trabajo determinó en el capitulo anterior, aquí se desarrolla
paso a paso el conjunto de las partes que constituye al robot.

3.1 DISEÑO MECÁNICO
En base a los resultados obtenidos del capítulo dos, la base o plataforma del prototipo del
robot móvil será una aleación de aluminio resistente a esfuerzos mecánicos, reacciones
químicas que pueda tener con el medio ambiente, y por su bajo peso para evitar un alto
consumo de energía.

Bajo el criterio de los integrantes del equipo de trabajo para desarrollar el proyecto se
consideró que el sistema debe ser ligero; por lo que se promedio el peso de cada una de las
partes que integrara el sistema:

N
o
1

PARTE

2

Motores

2

3

Cadenas para las orugas

4

4

8

5

Rines o piñones de
tracción
Baterías ó pilas

6

Tarjetas de circuitos

1

7

Cámara

1

8

Servomotores

2

Chasis

PIEZ
A
1

2

PESO

TOTAL

1.150 kg

1.150 kg

200
grs
187.50 grs

0.400 kg

150
grs
450
grs
250
grs
200
grs
100
grs
SUMA TOTAL

1.200 kg

Tabla 3.1 Partes que componen el móvil y su

0.750 kg

0.900 kg
0.250 kg
0.200 kg
0.200 kg
5.050
KG
peso

El peso aproximado del prototipo será de 6 kilogramos que es lo que considera el equipo de
trabajo como límite menor para la resistencia mecánica a esfuerzos. El Tamaño

del

prototipo será de 30cm x 48cm contando las articulaciones delanteras extendidas y de 30cm
x 30cm con la parte delantera de las articulaciones sin extender.
A continuación se detallan por partes los cálculos realizados de todos los elementos que
contemplan la estructura del robot móvil.

3.1.1

CHASIS DEL PROTOTIPO
3

3

El aluminio es un metal ligero con una densidad de 2.70 g/cm (2710 kg/m ), y por ello,
aunque las aleaciones de aluminio tienen características mecánicas relativamente bajas
comparadas con las del acero, su relación resistencia-peso es excelente. Es precisamente
debido a esto que el aluminio se utiliza cuando el peso es un factor importante, como ocurre
en las aplicaciones aeronáuticas y de automoción.

Es uno de los principales metales utilizados para miles de aplicaciones a nivel industrial y
del hogar por tener muchas características clave para su utilización, como

son

las

siguientes:


Es el más ligero de todos los metales para uso estructural, a excepción del magnesio,
el aluminio pesa solo la tercera parte que el hierro y el cobre.



La resistencia mecánica del aluminio es básica para trabajos pesados, por lo general
esta resistencia se obtiene mediante aleaciones de aluminio adicionando metales
como manganeso, silicio, cobre, magnesio y zinc.



Las aleaciones de aluminio pueden ser tan resistentes como algunos aceros. La
elasticidad es la medida de su capacidad para regresar a su forma original después de
que ha sido deformada por fuerzas externas, y el aluminio es un material
relativamente elástico pero no tan fácilmente deformable.



Es resistente a la corrosión por que cuenta con una película fina de oxido, evitando
con ello que avance hacia el interior del metal.



No es un material magnético por lo cual nos es muy útil para efectos prácticos en el
desarrollo del móvil, ya que es de los pocos metales; aunque conductor de corriente
eléctrica es apropiados para proteger ciertas aplicaciones eléctricas y electrónicas.



No es inflamable aunque es un excelente conductor eléctrico, el aluminio no produce
chispas, esto es una propiedad esencial para nuestro fin al seleccionarlo para la
estructura del móvil.



No es tóxico por lo cual puede ser usado para actividades propias en las cuales

el

humano tiene contacto directo con este material.

Por todas estas razones y por su fácil manera de adquirirlo y bajo costo, el equipo de trabajo
decidió utilizar el aluminio para realizar la estructura del móvil.

Se requiere un chasis que soporte 6 kilogramos de peso con dimensiones de 30cm x 30cm.

En la siguiente tabla se muestra la designación para los grupos de aleaciones de aluminios:

Tabla 3.2 Designaciones de aluminios [11]

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

40

Con la tabla 3.2 el equipo de trabajo determino que aleación de aluminio es la apropiada
para este proyecto, por lo cual se eligió el tipo 1xxx (Aluminio en porcentaje mínimo de
99% forjado, no tratado térmicamente) y determinado de la tabla 3.3 que muestra la norma
europea para seleccionar aluminios con diferentes aleaciones, la aleación seleccionada es la
EN AW-1100.
NORMA EUROPEA “EN”

Tabla 3.3 Clasificación del aluminio y sus

aleaciones.

Todas las propiedades disponibles del aluminio 1100 -O se presentan a continuación.
Propiedades de diseño



Aluminio puro comercial.

Aplicaciones.



Es usado comúnmente para artículos decorativos para el hogar, adornos y elementos
arquitectónicos.

Facilidad para realizar procesos de cortes y arranques de virutas.



Fácilmente pueden realizarse trabajos de cortes en el aluminio, usando herramientas
de carburos preferiblemente. El mecanizado puede realizarse en seco, aunque en
cortes pesados deben usarse aceites lubricantes. Las herramientas de corte deben
tener ángulos de salida de viruta grandes (superior y laterales), similares a las
herramientas para cortar o mecanizar aceros rápidos.

Conformado



Esta aleación puede trabajarse fácilmente por todos los métodos convencionales,
tales como repujado, estampado o forjado. Es posible ejecutar la mayor parte del
trabajo en frío antes de requerirse un nuevo recocido debido a la buena ductilidad
del aluminio puro.

Soldadura



Se puede soldar fácilmente por técnicas comerciales tales como resistencia eléctrica,
metálica con arco eléctrico y soldadura por gas; preferiblemente con gas inerte y
arco protegido. Por ejemplo, si se desea soldar aluminio de la aleación 1100 a otra
aleación distinta de aluminio más alta tal como 6063 o 5052, entonces el alambre
metálico deberá ser de la aleación de aluminio 4043.

Tratamiento térmico



Este es el aluminio puro comercialmente y no responde a ningún tratamiento
térmico. El trabajo en frío causará el endurecimiento de la aleación.

Forja



La aleación es fácilmente forjada a temperaturas moderadas en caso que el
conformado en frío se note demasiado severo.

Trabajo en caliente



La aleación puede ser conformada en caliente, similar a la forja, si se necesita. En la
mayoría de los casos, el conformado en frío es suficiente debido a la buena
ductilidad de este aluminio puro.

Trabajo en frío



Esta aleación tiene una excelente ductilidad y como tal puede ser trabajada en frío
por repujado, recalcado, doblado o estampado. En caso de una deformación severa,
o de un conformado en frío repetido, puede ser necesario recocer la pieza a 345 °C
durante el trabajado en frío, o antes de completar una deformación severa en frío.

Recocido



El recocido, en caso de requerirse por un conformado en frío severo, por ejemplo,
puede realizarse a 345 °C dando suficiente tiempo a esa temperatura para calentar
toda la pieza uniformemente.

Envejecimiento



Este es comercialmente aluminio puro sin contenido de elementos mezclados con
combinaciones de otros materiales. Como tal, no reacciona a ningún tratamiento de
endurecimiento por envejecimiento.

Revenido



Esta aleación es endurecida solamente por trabajo en frío. Los endurecimientos, tal
como H14 [11], se refieren al grado de reducción en frío de área o aumento de
resistencia por endurecimiento debido al trabajo en frío.

Endurecimiento



Endurece solo por trabajo en frío. Un trabajo severo puede necesitar un recocido.

Otras características


Este aluminio puro es usado ampliamente en aplicaciones artesanales de productos
para el hogar principalmente, por ejemplo en ollas, sartenes y artículos decorativos
de arquitectura.

En las tablas siguientes se muestran las propiedades típicas de los metales más comunes
usados en la ingeniería estructural.

Tabla 3.4 Tabla de propiedades típicas
Inglés) [11]

de materiales para ingenierías (S

Tabla 3.5 Tabla de propiedades típicas de materiales para ingenierías (S
Internacional) [11]

Con ayuda del software “MDsolids” calculamos los esfuerzos de flexión únicamente con
los datos de las dimensiones de la placa y del peso que debe ser capaz de soportar dicha
placa.

Recordando que el peso que debe soportar la placa de aluminio base del robot móvil es de
6kg tenemos:
m
F = (6kg) (9.81
)
s2
F = 58. 86N

Ahora la carga la tomamos distribuida por que todos los componentes en la placa no estarán
en un mismo punto, por lo tanto la carga es uniformemente distribuida, y por lo mismo se
tiene que transformar ese valor de carga que es puntual a carga uniformemente distribuida.

Fpuntual = 58. 86N

58.86N

Fdistribuida por metro 1inea1

0.20m

Fdistribuida por metro lineal = 294. 30N/m

Teniendo la carga distribuida y la distancia de los apoyos podemos calcular los diagramas
de cortantes y de momento.
En la siguiente figura se muestran los diagramas de cortantes y de momentos que estarán
siendo aplicados a la plataforma del robot móvil.

Figura 3.1 Diagramas de cortante y de momento de la placa que soporta los
componentes

Los datos que nos proporcionan estos cálculos nos sirven para saber el valor máximo de
fuerza cortante a la cual la placa no se vencerá y se rompa, y el momento de flexión al cual

la placa llegaría a su límite y se vencería pudiendo perder la estabilidad e

incluso

fracturarse.

Por lo cual por su resistencia mecánica, el aluminio es un material muy confiable para
estructuras de todo tipo, así como por el peso del material que es poco en relación a otros
metales.

3.1.2

MOTORES DE CORRIENTE DIRECTA

Calculamos inicialmente el torque del motor que es necesario para mover la masa del
móvil.

En la siguiente figura se muestra el diagrama de cuerpo libre de una de las ruedas del
móvil:

llanta
carga
resistencia al

dirección del

rodamiento

recorrido

fuerza normal

Figura 3.2 Diagrama de cuerpo libre de la rueda

Calculamos la fuerza mínima para alcanzar el movimiento del móvil usando la siguiente
ecuación [8]:

F = CrrN
Donde:

F = Fuerza a determinar.
N = Fuerza normal.
Crr = Coeficiente de rodamiento.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

50

Basándonos en tablas de coeficientes de rodamientos seleccionamos el coeficiente
dependiendo el material que en este caso es de neumático de bicicleta sobre asfalto, el cual
es de Crr = 0.0055

[3].

F = 0.0055(N)

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

51

Ahora la carga de cada lado del móvil es de 3kg, porque cada motor debe mover esa masa
aproximadamente.

C = (3kg)
(9.81

m
) = 29.43N
2
s

Ahora teniendo la carga “C” que es la misma que la fuerza normal tenemos:

F = 0.0055(29.43N)
F = 0. 16186N

Ahora ya teniendo esta fuerza que es la mínima para mover el móvil, calculamos el torque
“τ” que deberá tener el motor a seleccionar.
r=F∙d

Nuestra distancia es un radio “r” de la rueda, que es “r = 5cm”

r = (0.16186 N) ∙ (5cm)

r = 0.8093 N ∙ cm

Cambiando Newtons a unidades de masa tenemos

r = (0.082kg)(5cm)

r = 0. 41 kg ∙ cm

Éste es el torque mínimo necesario para poder mover el móvil de manera horizontal.

Ahora se calcula a que inclinación es capaz de desplazarse el móvil. La ecuación para
cálculos de pendiente de un móvil es:
Fp

=M∙g∙G

Donde
M = masa del vehículo
g = gravedad
G = grado de la pendiente (seno α)
Empezamos utilizando el máximo ángulo posible en condiciones normales para cualquier
móvil, y este es de 45°.
m
Fp

= (3kg) (9.81

s2

) (sen 45°)

Fp = 20. 81 N

Convirtiendo la fuerza a unidades de masa

m = 2. 12 kg

Ésta finalmente es la masa que puede mover el torque calculado anteriormente a 45°. Como
es simétrico el móvil, del otro lado del vehículo los resultados son los mismos para la otra
parte.

El rango máximo de inclinación para cualquier móvil en condiciones normales es de 45°,
entonces:
r45° = (2.12 kg)(5 cm)

r45° = 10. 60 kg ∙ cm

Por lo tanto seleccionamos el motor comercial de 12V de corriente directa con un torque
de:
r = 12 kg ∙ cm

Al igual que calculamos el torque necesario para mover el móvil, tenemos que calcular el
torque mínimo para poder seleccionar el servomotor que dará la movilididad a las
articulaciones de las bandas delanteras del móvil.

Diagrama de cuerpo libre:

Banda de transmisión

20cm
0.187kg

0.187kg

20cm
10cm

Figura 3.3 Diagrama de cuerpo libre del la oruga delantera del

robot

Las masas son de la cadena de transmisión y del rodillo pequeño que esta a 20cm de la
rueda de tracción del móvil.

Determinando los torques “τ1” y “τ2” tenemos que:

r=F∙d

r1 = (0.187kg)(10cm) = 1.87kg
∙ cm r2 = (0.187kg)(20cm) =
3.74kg ∙ cm

Sumando ambos torques obtenemos:

r1 + r2 = 1.87kg ∙ cm + 3.74kg ∙ cm
rt = 5. 61kg ∙ cm

Por lo tanto se utilizarán servomotores de las mismas características de fuerza que los
motores seleccionados para la parte de tracción del móvil ya que cuenta con una tolerancia
bastante amplia de torque.

Características de los motores comerciales seleccionados por el equipo de trabajo:



Motorreductor metálico con relación de engranaje 50:1.



Voltaje: 12V c.d.



Velocidad: 200RPM.



Corriente sin carga: 300mA



Corriente máxima: 5A



Torque máximo: 12 Kg-cm



Dimensiones: 37 mm x 57 mm



Peso: 200 gramos



Largo del eje: 12mm en forma de "D".

Diagrama esquemático del motor con dimensiones en (mm):

26.5

Figura 3.4 Dimensiones del motor en milímetros

Figura 3.5 Motor eléctrico

3.1.3

CADENAS DE TRANSMISIÓN Y PIÑONES

Ventajas de la transmisión por cadenas

La variación en la distancia de centros de la flecha se puede acomodar más fácilmente.

Las cadenas y bandas son más fáciles de instalar y reemplazar que otros tipos de
locomoción, debido a que la distancia de centros entre las unidades de conducción y las
conducidas no necesitan ser reducidas para la instalación.



Las cadenas no se deslizan ni se resbalan, como lo hacen las trasmisiones con
banda.



Las cadenas no desarrollan cargas estáticas.



Las cadenas no se deterioran con el tiempo, el calor, el aceite ni la grasa (aunque se
oxiden no les causa mayor deterioro y siguen su funcionamiento normalmente).



Las cadenas pueden operarse a temperaturas más altas que las bandas de plástico
comunes.

Transmisión de potencia por medio de cadenas

Dentro de las transmisiones flexibles, las transmisiones por cadenas son las más empleadas
cuando se demandan grandes cargas en los accionamientos
sincronismo de velocidad en los elementos de rotación

con

alta

eficiencia

y

[4].

Por eso que se ha determinado que la transmisión del móvil será a través de cadenas tipo
orugas.

Figura 3.6 Principio de funcionamiento de la cadena

Las transmisiones por cadenas tienen gran utilidad en las máquinas

de

[4].

transporte

(bicicletas, motocicletas y automóviles), en máquinas agrícolas, transportadoras y equipos
industriales en general.

El principio de funcionamiento se basa en que la transmisión de potencia entre la cadena y
la rueda se efectúa por un acoplamiento de forma y de fuerza entre los dientes de las ruedas
y los eslabones de la cadena. La cadena se adapta a la rueda en forma de polígono, esto
produce pequeñas fluctuaciones en el brazo de la fuerza periférica y por consiguiente,
también en la velocidad de la cadena y en la fuerza de la misma. Como se observa en la
figura 3.6, la velocidad lineal de la cadena varía con el funcionamiento. La velocidad de la
cadena tiene su mayor valor cuando el ángulo del eje del rodillo y la horizontal es igual a 0°
y su menor valor para r/2

[4].

Este tipo de transmisión se utilizan cuando los casos son: con distancia entre ejes medios,
donde los engranajes necesitarían ruedas parasitas o escalones intermedios, innecesarios
para obtener la relación de transmisión requerida. Si es necesario el funcionamiento sin

resbalamiento, lo que impide el uso de transmisiones por bandas. Si son rigurosas las
exigencias en las dimensiones exteriores, donde las transmisiones por bandas

estarían

limitadas. En el caso de separaciones muy grandes entre ejes, es recomendable el empleo de
apoyos, con el fin de disminuir el esfuerzo de la cadena debido a su propio peso.

Figura 3.7 Efecto de la cuerda en una cadena de rodillos

[4].

Rodamientos
Los rodamientos son componentes mecánicos que ayudan a mejorar la movilidad interna de
la máquina, los cuales alargan la vida útil de las piezas rotacionales, dando una mayor
durabilidad y control de la temperatura en los puntos de fricción. Es el conjunto de esferas
que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce
movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueva sobre el cual se apoya

[3].

Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos
cojinetes no necesitan lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento
dentro de una pista. Sin embargo, como la velocidad de giro del eje no es

nunca

exactamente constante, las pequeñas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de
velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista

[4].

Este deslizamiento

genera calor. Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de
lubricante entre las bolas y la pista de rodadura.

Las bolas, en su trayectoria circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas,
lo que produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que
habrá que eliminar. Dependiendo de estas cargas, el cojinete se lubricará simplemente por
grasa, que tiene mayor capacidad de disipación de calor.
Tipos de rodamientos utilizados

Rodamientos rígidos de bolas. Estos son robustos, versátiles y silenciosos como el de la
figura 3.8. Pueden funcionar a altas velocidades y son fáciles de montar. Los rodamientos
de una hilera también están disponibles en versiones obturadas; están lubricados de por
vida y no necesitan mantenimiento. Los rodamientos de una hilera con escote de llenado y
los de dos hileras son adecuados para cargas pesadas. Además de que este tipo de
rodamientos son capaces de desarrollar velocidades más altas

[4].

Figura 3.8 Rodamiento rígido de bolas.

Las cadenas que el equipo de trabajo determinó utilizar fueron seleccionadas por el mismo
equipo de trabajo de las cadenas de tracción que comercialmente existen.

Este juego de cadenas es de 4cm. de ancho totalmente modular para poderse montar en
piñones comerciales como los de bicicleta. Este sistema de cadenas nos permite crear

vehículos como nuestro robot con cadenas con una gran área de contacto con el medio
donde se desplaza el robot.
Estas cadenas están formadas por una base muy resistente, pues es de cadenas de bicicleta y
a la vez tiene añadidos pedazos de acero soldados en los eslabones de la cadena; que le
confieren un gran agarre en todo tipo de superficies, incluso en aquellas pulidas y
resbaladizas.

Está diseñada con varios eslabones que permiten hacer que la oruga sea de 58cm. de
longitud aproximadamente. Se pueden unir tantos eslabones como se desee para conseguir
el tamaño de la cadena deseada.
Las cadenas están desmontadas y se pueden ensamblar en pocos minutos sin necesidad de
muchas herramientas.

Figura 3.9 Cadena para fabricar la oruga del robot
TECNOLOGICO NACIONAL DE
MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE

móvil

60

Los piñones de tracción son de 9.5cm de diámetro los cuales se utilizaran con el sistemas
de cadenas que tendrá el móvil.

El piñón encaja perfectamente en la parte interior de las cadenas transmitiendo así la
potencia del motor a la cadena con gran rendimiento.

Los piñones estarán montados sobre los ejes libres hechos de tubos de aluminio para
soportar los piñones de las articulaciones del robot. Para acoplarlos al motor, se utilizarán
baleros de varios tamaños que permiten fijarlos a los motores con eje de 6mm que son los
que seleccionamos para el móvil.

Figura 3.10 Piñones para la tracción de las orugas del robot

móvil

Figura 3.11 Baleros para la parte central de los piñones de tracción del
robot

Figura 3.12 Ejes separadores huecos para la sujeción del lado libre
la oruga

de

3.1.4

BATERÍAS O PILAS

Las baterías recargables comerciales más utilizadas comúnmente son de
diferentes

tres

tipos

[1]:



Baterías de NiCd (Níquel-Cadmio)



Baterías de NiMH (Níquel-Hidruro metálico)



Baterías de LiPo (Litio-polímero)

Como ventajas fundamentales, las baterías de NiMH tienen una mayor densidad de carga
(capacidad de carga/masa de la pila), no contienen Cadmio que es un elemento muy tóxico
en contacto con el medio ambiente y no tienen efectos de pérdida de capacidad por mal uso,
o de formación de sarro como las de NiCd.

Un inconveniente es que no admiten una carga tan rápida como las de NiCd, sin el riesgo
de deteriorarlas, sin embargo, el tiempo que dura la pila cargada es mayor a las de las
baterías de NiCd.

En el caso de las baterías de NiCd, los elementos de NiMH son sensible al calor: un
sobrecalentamiento puede producir gases internos y sobrepresiones que dan lugar a escapes
de electrolito, reduciendo la vida útil de las celdas.
Por otra parte las baterías de Litio-Polímero (LiPo) tienen una densidad de energía de entre
5 y 12 veces las de NiCd o NiMH, a igualdad de peso. En modelos eléctricos, esto ha
supuesto un aumento en la duración de tiempos de carga, típicamente 5-10 min con NiCd o
NiMH hasta entre 20 y 30 min con LiPo. Las baterías de LiPo son típicamente cuatro veces
más ligeras que las de Ni-Cd y de NiMH de la misma capacidad.

La gran desventaja de estas baterías es que requieren un trato mucho más delicado, con el
riesgo de deteriorarlas irreversiblemente o, incluso, llegar a producir su ignición o
explosión [5].

En general, precisan una carga mucho más lenta que las de NiCd o de NiMH. Además, la
carga de las baterías de Li-Po no produce el pico de tensión característico de las de NiCd o
NiMH al alcanzar la máxima carga, por lo que se precisan

cargadores especiales para

las baterías de LiPo; bajo ningún concepto se deberán cargar con cargadores diseñados
para NiCd o NiMH.
No sólo eso; nunca se deberán descargar hasta el límite de dejarlas en 0V cómo es posible
hacerlo con las de NiCd o NiMH, por que se corre el riesgo de deteriorar su capacidad de
carga irreversiblemente.

Por ello, deberán usarse, en modelos eléctricos, controladores de velocidad especiales para
baterías de LiPo, que cortan la corriente por debajo de determinado voltaje crítico.

Un último inconveniente es su precio, en general alrededor del doble de un “pack” de
capacidad equivalente de NiMH, aunque el precio va bajando rápidamente con su rápida
introducción en el mercado y la aparición de nuevas marcas de mayor calidad.

Un elemento de LiPo tiene un voltaje nominal, cargado, de 3.7volts. Nunca se debe
descargar una batería por debajo de 3.0volts por elemento; nunca se la debe cargar más allá
de 4.3volts por elemento. Los elementos de LiPo se pueden agrupar en serie, para aumentar
el voltaje total, o en paralelo, para aumentar la capacidad total en amperios.

Una desventaja de este tipo de baterías es que su precio es muy elevado a comparación de
las de NiCd o NiMH.

Por lo tanto el equipo de trabajo en base a estas características sobre las baterías recargables
decidió seleccionar baterías de NiMH por ser las más indicadas en cuanto a la carga de
voltaje que almacenan y al costo de la batería.

Figura 3.13 Baterías recargables que utiliza el robot

móvil

Mediante estos componentes se llevara a cabo la parte mecánica del robot móvil con lo cual
se concluye con la parte mecánica y procedemos a la parte electrónica y de control.

3.1.5

CÁMARA

Seleccionó el equipo de trabajo la cámara con las características siguientes por ser la más
adecuada en el mercado para el objetivo que se necesita:

Características:



Sistema de la Cámara: NTSC



Resolución: 380 Líneas



Frecuencia de trabajo: 1.2Ghz



Potencia: 50 - 100 mW



Luminosidad mínima : 3 Lux



Angulo de Filmación: 50 grados



Voltaje: 8 - 9V DC (Los adaptadores vienen incluidos)



Peso de la Cámaras: 200 gramos



Sensor CMOS

Esta pequeña cámara es excelente para identificar a personas y para utilizarla para la
localización de las víctimas en espacios muy pequeños. Es utilizada comúnmente para
vigilar negocio, casa, banco, joyería u oficina. Puede ser usada en el exterior y no le pasa
nada con la lluvia o el sol.





Cuenta con un lente de 1/3" pulgadas.



Sensor SONY CMOS de alta resolución.



Contiene leds infrarrojos que te permiten usarla en total obscuridad.

Puedes recibir la imagen en una pc mediante una tarjeta decodificadora de video USB
en una computadora.


Mide 2cm de largo por 2cm de ancho.



Se puede usar de manera inalámbrica o alámbrica.

Figura 3.14 Cámara infrarroja inalámbrica con micrófono para el robot
móvil

Especificaciones técnicas del Receptor:



Frecuencia de trabajo: 1.2GHz



Salida: Video y Audio: RCA Jack independiente



Voltaje: 9-12V DC



Consumo: 1.2W



Tamaño del Receptor: 130 mm x 75 mm x 25 mm

Figura 3.15 Receptor de frecuencia de la cámara

inalámbrica

Para que el operario del robot móvil tenga a su alcance en tiempo real las imágenes que
transmite la cámara puede ser muy útil una tarjeta decodificadora de video para
computadora y así no tenga que contar con un dispositivo de TV para poder observar las
imágenes.

El equipo de trabajo selecciono la siguiente tarjeta decodificadora de video, por ser
comercialmente fácil de encontrar y por su bajo costo.

Figura 3.16 USB decodificadora de video para la señal de la cámara del
móvil

El operador del robot móvil únicamente tendrá que tener al alcance una computadora
portátil (laptop) para poder ver las imágenes que la cámara.

Para la alimentación de la cámara inalámbrica fue necesario diseñar una fuente de
alimentación independiente que suministrara un voltaje de 9vcd a 15mAh, tomando la
alimentación desde la fuente principal del robot que es de 12vcd a

5000mAh,

continuación se muestra el circuito que fue diseñado para este fin.

Figura 3.17 Circuito eléctrico de la regulación del voltaje de la
cámara

a

Los componentes que forman este circuito son los siguientes:


SW1 – Interruptor principal



F1 – Fusible de protección



D1 – Diodo de propósito general



RG1 – Regulador de voltaje 7809 (9v)



L1 – Bobina



CN1 – Terminal de conexión para la alimentación de la cámara

Esta fuente está diseñada para entregarnos un voltaje de 9 volts de C.D. a 15mAh para
poder alimentar la cámara, el fusible protege el circuito por si llega a haber un corto
circuito en alguno de los componentes.

El diodo esta para proteger el circuito en caso de que se conecte al revés la fuente de
alimentación, ya que el diodo se polarizaría en directa y conduciría la corriente de tal
manera que produciría un corto circuito y quemaría el fusible pero la

corriente

no

alcanzaría a pasar al resto del circuito.

El regulado RG1 nos reduciría el voltaje de 12v a 9v de C.D., cuenta con dos capacitores
fijos para estabilizar el voltaje y procurar que no haya picos de corriente que puedan dañar
o provocar un mal funcionamiento de la cámara, la bobina L1 reduciría la corriente de
salida hasta obtener la necesaria para alimentar la cámara.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

70

3.1.6

SERVOMOTORES

Aquí en esta parte se describen los servomotores que el equipo de trabajo selecciono para la
parte delantera del móvil, es decir; los brazos móviles del robot.

Calculo de la velocidad del móvil

Revoluciones del Motorreductor: 200rpm
Diámetro de transmisión: 10cm
Calculamos el perímetro:
P=n∙D

P = n ∙ 10cm = 31.1415cm

r = rpm ∙ P

r = 200rpm ∙ 31.1415cm

200rpm ∙ 31.1415cm = 6283.18cm/min

r=(

60mi
1km
6283.18c
)
n
m
)(
)
(
1min
1ℎ
100000cm
r = 3. 73km/M

Habiendo realizado los cálculos necesarios para la selección de los motores del robot móvil
y decidiendo que serían de la misma capacidad los servomotores, el equipo de trabajo
decidió utilizarlos para la tracción de los de los brazos delanteros del móvil pues se

requieren con las mismas características que el motor, y estas son las características de los
servos que se seleccionaron:

A 4.8 V.:
Torque máximo: 15 kg-cm
Velocidad: 0.22 seg. / 60º
A 6.0 V.:
Torque máximo: 19 kg-cm
Velocidad: 0.19 seg. / 60º
Dimensiones: 74 x 29.1 x 54.3mm
Peso: 100g
Sentido de giro: Contra-reloj de 1 a 2 ms, reloj de 2 a 1 ms.
Aquí se muestra una imagen de los servos que contendrá el robot móvil:

Figura 3.18 Servomotor de los brazos del robot

móvil

El voltaje al que se utilizaran los servomotores será a 6 volts de corriente directa, y se
controlaran a radio frecuencia, desde un control de 2.4 GHz, dicho voltaje lo suministran
las pilas de alimentación del receptor del control de 2.4 GHz, por lo cual ya no es necesario
desarrollar un circuito eléctrico para la obtención de dicho voltaje.

3.1.7

CONTROL DE RADIOFRECUENCIA

Las frecuencias comerciales de radiofrecuencia se clasifican de la siguiente manera:
Abreviatura
inglesa

Nombre

Extra baja frecuencia Extremely

Banda

ITU

Frecuencias

Longitud de
onda

< 3 Hz

> 100.000 km
100.000–
10.000
km
10.000–1.000
km

ELF

1

3-30 Hz

SLF

2

30-300 Hz

ULF

3

300–3.000
Hz

1.000–100 km

VLF

4

3–30 kHz

100–10 km

Baja frecuencia Low frequency

LF

5

30–300 kHz

10–1 km

Media frecuencia Medium

MF

6

1 km – 100 m

Alta frecuencia High frequency

HF

7

300–3.000
kHz
3–30 MHz

Muy alta frecuencia Very high

VHF

8

30–300 MHz

10–1 m

UHF

9

300–3.000
MHz

1 m – 100

SHF

10

3-30 GHz

100–10 mm

EHF

11

30-300 GHz

10–1 mm

> 300 GHz

< 1 mm

low frequency

Súper baja frecuencia Super low
frequency

Ultra baja frecuencia Ultra low
frequency

Muy baja frecuencia Very low
frequency

frequency

Ultra alta frecuencia Ultra high
frequency

Súper alta frecuencia Super high
frequency

Extra alta frecuencia Extremely
high frequency

Tabla 3.6

100–10 m

mm

Radiofrecuencias comerciales

Teniendo en cuenta dichos datos, el equipo de trabajo selecciono utilizar bandas de
radiofrecuencia de “súper alta frecuencia” (SHF), ya que su alcance es amplio sin que sea
fácilmente interferido por la distancia o por otras ondas de radiofrecuencia, se clasifica
dentro de las ondas de “microonda”, por lo cual su propagación por el medio ambiente es
muy rápida.

El control de radio frecuencia que el móvil utiliza es de frecuencia en GHz, esta capacidad
de frecuencia es muy conveniente ya que difícilmente se puede distorsionar o puede haber
interferencias en dicha frecuencia, nos es muy útil para la transmisión a largas distancias de
alcance de hasta 500 metros lineales aproximadamente desde donde se

encuentra

el

operario con el control hasta donde está en receptor implementado dentro del robot móvil.

Este control de radiofrecuencia trabaja a 2.4 GHz y cuenta con 5 canales los cuales nos son
útiles para poder controlar los motores (un motor por canal), los servomotores (un servo por
canal) e incluso si se le acopla un servomotor más se podrían controlar los movimientos de
la cámara con el 5° canal.

Figura 3.19 Control de radiofrecuencia de 2.4 GHz con 5

canales

El receptor de este control se alimenta con 6V de corriente directa los cuales son
suministrados desde un pack porta pilas AA las cuales están conectadas en serie para así
poder energizar el receptor con el voltaje adecuado.

Figura 3.20 Receptor del control de radiofrecuencia y pack de pilas de
alimentación

Cabe señalar el tamaño del receptor del control que es muy pequeño y por sus componentes
electrónicos de alto grado de integración proporciona un manejo más fácil y también ahorra
espacio y peso dentro del robot móvil.

Figura 3.21 Receptor del control de

radiofrecuencia

3.2 DISEÑO ELECTRÓNICO
En esta sección el equipo de trabajo presenta la forma en que fue desarrollando la estructura
del móvil, así como las tarjetas electrónicas del control.

3.2.1

ESTRUCTURA DEL MÓVIL

Aquí se muestran en esta sección del trabajo algunas fotos del chasis del móvil durante la
creación del mismo así como las tarjetas electrónicas que lleva el móvil:

Figura 3.22 Estructura del móvil con la tarjeta de potencia de los
motores

Figura 3.23 Parte de abajo del móvil

3.2.2

CIRCUITOS ELECTRÓNICO

Para el control de nuestro robot se diseñaron 2 tarjetas electrónicas:


Control principal,



Etapa de potencia

Control Principal.

Esta tarjeta fue diseñada para trabajar con un microcontrolador, se eligió un PIC16F627A
por tener cristal interno ya que esto nos reduciría el tamaño de las tarjetas, como
alimentación principal tenemos una fuente de alimentación de 12vdc a 5000 mAh.

Figura 3.24

Diagrama eléctrico de la etapa de control

Aquí se describe la lista de componentes que se puede observar en el diagrama eléctrico de
la Figura 3.14:


IC7 – PIC16F627A



RG1 – Regulador de voltaje 7805



SW1,SW2 Y SW4 – Interruptores 1 polo 2 tiros



SW3 – Botón pulsador Normalmente Abierto



D6 – Diodo emisor de luz (led)



CN16 – Bus de datos (Control de motores)



CN17 –Bus de datos (Sensores), (en caso de que así se requiera)

Etapa de potencia

La tarjeta fue diseña para trabajar con relevadores como interruptores para activar los
motores a dos velocidades, siendo su etapa de potencia para activación de los relevadores
un circuito L293D como amplificador de señal.

Figura 3.25 Diagrama eléctrico de la etapa de potencia de los
motores

Aquí se detalla la lista de componentes que contiene el circuito de la etapa de potencia:


IC1, IC2 – L293D



RL1, RL2, RL3, RL4, RL5,RL6 – Relevadores RAS-05-10



MT1, MT2 – Motorreductores metálico con relación de engranaje 50:1



CN1 – Bus de datos (Control de Motores)

Figura 3.26 Circuito eléctrico de la parte de potencia de los
TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

motores

80

La tarjeta electrónica se diseñó en base a los requerimientos de potencia y versatilidad
necesaria para su óptimo funcionamiento [5], la primera tarjeta se diseñó con un
microcontrolador de uso comercial para su fácil adquisición (PIC16F627A/628), su cristal
interno nos ayuda a tener el control de tiempo sin la implementación de cristal externo o
arreglo de capacitores y resistencias para generar un oscilador, dentro de esta tarjeta se
integró un regulador de voltaje 7805 que nos servirá para regular el voltaje que le llegara al
PIC16F627A y se implementan 2 capacitores de 22pF para estabilizar el voltaje y evitar
que el PIC se pueda reiniciar.

Figura 3.27 Diagrama eléctrico de la fuente de

alimentación

Dentro de la tarjeta también se tiene un interruptor de encendido principal (SW4) para
cortar la alimentación que se suministra a todos los circuitos integrados, se colocaron 2
interruptores más para la selección de rutina de inicio y un botón pulsador para el inicio del
robot, el led indicador muestra la rutina de inicio que se le programa para observar que está
trabando correctamente el PIC.

Figura 3.28

Diagrama eléctrico de la fuente de alimentación y el

PIC16F67A

Para la tarjeta de control se tienen dos bus de datos, unos de control de motores y otro bus
para sensores en caso de acoplárseles como se muestra en la figura siguiente.

Figura 3.29 Diagrama eléctrico de los buses de

datos

En la tabla siguiente se muestran las especificaciones técnicas del PIC16F627A debido a
estas se decidió implementar una etapa de potencia que a continuación se explicará más a

detalle. (El resto de las especificaciones eléctricas del PIC se pueden observar en el
Apéndice IV).

Tabla 3.7 Especificaciones Eléctricas del PIC16F627A

La corriente máxima de trabajo del PIC16F627A en sus pines cuando está configurado
como salida es de 25mA y los optoacopladores que se incluyen en la tarjeta consumen una
corriente nominal de 72mA

Si se conectara directamente el PIC16F627A quemaría los puertos de trabajo, para evitar
esta situación se utilizó la segunda tarjeta donde se incluye un circuito L293D para tener el
control de giro de los motores y la activación de las dos velocidades de avance.

Figura 3.30 Diagrama de conexión del L293D

El CI L293D tiene la capacidad de amplificar 4 señales para entregar una corriente de
trabajo mayor, la configuración de entradas con respecto a la salida se muestra en la
siguiente tabla.

Entrada
Pin No.2

Sali
da
Pin No.3

Pin No.7

Pin No.6

Pin No.10

Pin
No.11
Pin
No.14

Pin No.15

Tabla 3.8 Pines de entradas y salidas del L293D

Con esta configuración se logra controlar el giro del motor y el cambio de velocidad con un
solo Circuito Integrado L293D por motor, para consultar la configuración de conexión del
Circuito Integrado puede ver el apéndice B.

El circuito eléctrico de potencia está diseñado de tal manera que en ningún momento fuera
posible que se produjera un corto circuito que pudiera dañar nuestra tarjeta electrónica.

La configuración de funcionamiento se explica en la siguiente tabla:

MOTOR1

Descripción

0

0

0

0

0

1

Motor 1
Apagado
Giro Derecha

MOTOR2

Descripción

0

0

0

0

0

1

Baja

0

1

0

Velocidad
Giro
Izquierda

Baja

0

1

0

Baja Velocidad

0

1

1

1

0

0

1

0

1

Motor 1
Apagado
Motor 1
Apagado
Giro Derecha

1

0

Velocidad
Giro
Izquierda

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

Motor 1
Apagado

Motor 1
Apagado
Motor 1
Apagado
Giro Derecha
Alta

1

1

0

Alta Velocidad

1

Velocidad
Giro
Izquierda
Baja Velocidad

Alta

1

Motor 1
Apagado
Giro Derecha

Velocidad
Giro
Izquierda
Alta Velocidad

1

1

1

Motor 1
Apagado

Tabla 3.9 Descripción de configuración de funcionamiento de los
motores

Esta configuración se logro gracias a que tenemos 3 bits de control, 2 bits para controlar el
giro del motor y 1 bit para controlar la velocidad a la que se desplazara el robot, ya que para
el diseño de este robot se tomo en consideración dos velocidades para su desplazamiento.

La primera es la velocidad alta con la que el robot se desplazará hasta el punto de terreno de
difícil acceso. La según que es la velocidad baja con la que el robot podrá explorar el punto
de difícil acceso ya que en estas condiciones se requiere un desplazamiento más suave para
no producir algún derrumbe o alguna otra situación que pudiera poner en peligro a alguna
persona u objeto que se encuentre dentro de dicha zona.

Una vez teniendo todos estos circuitos que se estudiaron por separado tanto los de la etapa
de potencia como los de la etapa de control, los conjuntamos o unimos todos en una
circuito completo para así poder verificar que todas las etapas funcionaran correctamente y
al ver que si obteníamos las señales, las modulaciones y la activación de los giros de los
motores del robot móvil.

Finalmente se procedió a desarrollarlo en un solo circuito eléctrico todas las 2 etapas juntas
y posteriormente hacer pruebas físicas ya con el móvil.

Figura 3.31 Diagrama eléctrico de todas las

etapas

Posteriormente el equipo de trabajo comenzó a acoplar los circuitos en el robot móvil.

En la imagen siguiente mostramos la tarjeta de potencia del móvil la cual es la que va
directamente a los motores para la tracción del mismo.

Figura 3.32 Tarjeta electrónica de potencia

Una vez funcionando esta tarjeta y verificando que no había errores en las activaciones de
los optoacopladores que están en la tarjeta y que el PIC si se encuentra trabajando de
manera eficiente, procedimos a implementar el receptor de la señal de radio frecuencia.
Mediante este receptor el robot móvil recibirá las señales que le sean mandadas desde el
control que tendrá en su poder el operario o rescatista, para mandar la señal de movimientos
del mismo.

3.3 ENSAMBLE Y PRUEBAS
Una vez desarrollados los cálculos para determinar los motores a utilizar y seleccionar la
circuitería electrónica necesaria, el equipo de trabajo procedió a ensamblar todas las partes
del móvil y una vez terminado el móvil procedimos a las pruebas para verificar el
funcionamiento correcto de todas las tarjetas y de la tracción del móvil.

Figura 3.33

Figura 3.34

Ensamblado de las piezas del robot móvil

Motor eléctrico, cadena y catarina de tracción del robot

móvil

Figura 3.35 Catarina con el eje barrenado y prisionero para el

motor

En la figura 3.43 se muestra ya la catarina colocada al motor de la tracción del robot móvil,
de la misma manera quedara el otro motor.

Figura 3.36 Catarina con el eje sujetado al motor

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

90

Figura 3.37 Catarina con cadena de la parte delantera del robot

móvil

Se implementaron todas las cosas en el móvil para asegurarnos de que todo cabe dentro del
mismo.

Figura 3.38 Pilas AA y tarjeta de potencia de los motores en

el robot móvil

También realizamos las pruebas con el robot móvil para ver la velocidad máxima a la que
es capaz de desplazarse.

Los desplazamientos para las pendientes las realizamos en escaleras y en terracerías para
ver qué tan fácilmente se puede mover el robot o si presentaba atascamientos por el terreno
donde se desplazaba.

Capítulo IV
Resultados Obtenidos

4.1 Resultados

4.2 Otros sistemas

En este capítulo se detallan los resultados que el equipo de trabajo obtuvo en cuanto ha
cómo quedo desarrollado el proyecto.

RESULTADOS OBTENIDOS
4.1 RESULTADOS
Durante el desarrollo e implementación del robot móvil inalámbrico el equipo de trabajo
modifico un poco las expectativas del como estaba planteado originalmente, ya que por el
tiempo con que contamos y por el presupuesto con el que se contaba, decidimos hacer
pequeñas modificaciones al proyecto original.

Este robot móvil está diseñado de manera que el operario que lo vaya a controlar no
requiera de mucha capacitación para poderlo manejar, ya que es muy sencillo de manipular
porqué está diseñado para ser comandado mediante un control inalámbrico de radio
frecuencia y mediante la visión de la cámara se cuenta con mayor ayuda para la detección
oportuna de las victimas y/o reconocimiento de terrenos en los desastres naturales para los
cuales está enfocado el proyecto.

Este proyecto tiene mucha proyección de desarrollo en el área los rescates y/o para los
cuerpos de rescate que en la actualidad por lo general utilizan perros de venteo que auxilian
con su olfato a la detección de las víctimas.

Por otra parte, al robot móvil puede implementársele el guiado autónomo con la ayuda de
los sensores infrarrojos de distancia que se mencionaron y por las imágenes que detecta la
cámara que le fue implementada.

Como último punto el robot móvil por ser de dimensiones pequeñas tiene la ventaja de que
podrá accesar por zonas estrechas y desplazarse más fácilmente entre los escombros
mediante su tracción de orugas; así llegaría más rápidamente a la zona donde se localice la
víctima y/o algunos materiales peligrosos.

4.2 OTROS SISTEMAS
Existen otros campos de mejoramiento del robot móvil, como podrían ser:



Implementarle los sensores infrarrojos ya mencionados para una función más
semiautónoma.



Operarlo mediante un control de posicionamiento vía internet (GPS).



Controlarlo mediante sensores de ultrasonido porque estos pueden calcular incluso
señales muy sencillas con las cuales se haría más sensible el robot móvil a la
detección de las víctimas y/o materiales peligrosos.



Implementarlo con baterías más ligeras y de mayor duración como son las baterías
de Li-Po.



Implementarle un control más robusto con visión artificial.

Capítulo V
Costos y Conclusiones

5.1 Costos

5.2 Conclusiones

En este capítulo se detallan los costos del material para la construcción del robot móvil
que el equipo de trabajo desarrollo y las conclusiones generales.

COSTOS Y CONCLUSIONES
5.1 COSTOS DEL MATERIAL ADQUIRIDO
En esta parte se desglosa y detallan los costos del material utilizado para desarrollar el
robot móvil.

Cabe mencionar que todo el material utilizado fue encontrado en el

país,

aunque

ciertamente varias piezas de las que se utilizaron son de importación, nosotros no
requerimos de realizarlas ya que en México hay tiendas especializadas que venden estos
materiales.

Inicialmente se requirió de la placa de aluminio delgada la cual fue proporcionada por parte
de los integrantes del equipo, por lo mismo no se realizó un gasto por esta, dicha placa es
de 40 cm por 40 cm.

El material adquirido comprado por el equipo de trabajo es el siguiente:

MATERIAL

CANTIDAD

COSTO POR UNIDAD

ADQUIRIDO

DE PIEZAS

$

Motores de CD de 12V
modelo:1104 con

2

$ 420

2

$ 267.90

2

$ 300

relación 50:1
Piñones grandes con
mamelón de 21
dientes y paso de 5/8”
Servomotores de corriente
directa 6V modelo: VS-11

Catarina de acero
para bicicleta modelo
BENOTTO de 21
dientes

2

$ 20

Barra solida de aluminio
1

$ 18.63

1

$ 920

recargable 9V y pila de

1

$ 170

9V

11

$ 3124.43

de 1/2” de 25 cm de
largo inalámbrica
Cámara
con visión infrarroja y
detección de sonido de
9V CD y receptor con
tarjeta USB
decodificadora de video
Cargador de pila
TOTAL

Tabla 5.1 Material adquirido por el equipo de trabajo y sus

costos

Esta tabla muestra el material adquirido por el equipo de trabajo, el demás material que se
utilizó para la elaboración del robot móvil fue proporcionado por nosotros mismos y se
muestra a continuación:

MATERIAL UTILIZADO

CANTIDAD DE PIEZAS

Pilas de Ni-MH 8.4V
Corriente Directa

2

Cadenas grandes de
motocicleta para la

1 de 1.45 metros de largo

tracción del robot móvil
Cadena chica de
bicicleta para la tracción
de los brazos delanteros
del robot

1 de 1.10 metros de largo

Circuitos electrónicos de
control y tarjetas
fenólicas

2

Control de radio
frecuencia de 2.4 GHz

1

con receptor y
alimentador
Tornillería de
de voltaje
varias
medidas tipo Allen

12

Remaches de varias
medidas

20

Baleros de varias medidas

6

Tabla 5.2 Material proporcionado por el equipo de trabajo y la cantidad de cada
uno de ellos

5.2 CONCLUSIONES GENERALES
Como una conclusión general se puede decir que el proyecto tiene mucha perspectiva de
desarrollo y mejoras a futuro, por falta de tiempo, de conocimientos de parte del
desarrollador y de recursos económicos se le realizaron algunas modificaciones al modelo
inicial y a la forma en que estaría controlado.

Este proyecto es muy viable a ser utilizado por agrupaciones de rescatistas ya que por sus
dimensiones pequeñas es capaz de introducirse por zonas no tan fácilmente visibles para el
ser humano, además cuenta con un control de mando sencillo de utilizar el cual puede ser
manejado por cualquier persona sin la necesidad de grandes conocimientos de electrónica o
de comunicaciones.

Otro aspecto que se logró observar al momento del armado y construcción del robot móvil
es el acomodo de las piezas, por ejemplo las pilas por su tamaño un poco grande quedaron
de manera justa en el interior del robot y no pudimos colocarlas en alguna otra posición por
que el espacio interno de la estructura del robot no lo permitía.

Un detalle más fue el acomodo de la cámara inalámbrica dentro de robot para que a pesar
de que si el móvil se caí o se voltea la cámara pueda seguir mandando la imagen sin que se
pierda la señal y a su vez no sufra daños la dicha cámara.

Se decidió el cambio de motores de corriente directa en la parte delantera del robot por
servomotores ya que con los motores de corriente directa no podríamos

controlar la

posición de los brazos del robot a menos que se utilizaran motores a pasos, pero el uso de
estos motores complicaría más su control de movimiento, por lo cual declinamos en el uso
de servomotores.

En cuanto al ajuste de las cadenas de trasmisión al momento de tensarlas nos causaba un
poco de conflicto ya que las cadenas de la parte delantera no son de la misma medida de

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

100

largo que las de atrás y la tracción del robot móvil está suministrada por un único motor de
cada lado del móvil.

Como conclusión final se puede decir que aprendí mucho acerca más que nada del diseño
mecánico del robot ya que la selección del material más apropiado y el mejor diseño para la
utilidad que tendrá el robot es fundamental para el buen funcionamiento del mismo más ver
que la parte de control electrónico sea la más apropiada.

GLOSARIO
Aleación: Es una mezcla sólida homogénea de dos o más metales, o de uno o más metales
con algunos elementos no metálicos. Se puede observar que las aleaciones

están

constituidas por elementos metálicos en estado elemental (estado de oxidación nulo), por
ejemplo Fe, Al, Cu, Pb. Pueden contener algunos elementos no metálicos por ejemplo P, C,
Si, S, As. Para su fabricación en general se mezclan los elementos llevándolos a
temperaturas tales que sus componentes se fundan.

Amplificador Operacional: Un amplificador operacional, es un circuito electrónico
normalmente se presenta como circuito integrado que tiene dos entradas y una salida

[6].

La

salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor de ganancia.

Autómatas Programables: Es un equipo electrónico programable con arquitectura, el
sistema operativo y el lenguaje de programación están diseñados para controlar, en tiempo
real y en un ambiente industrial, procesos secuenciales.
Cámara de visión Infrarroja: Es un aparato que percibe la radiación infrarroja emitida de
los cuerpos detectados y que la transforma en imágenes luminosas para ser visualizada por
el ojo humano. Las imágenes visualizan en una pantalla, y tienden a ser monocromáticas,
porque se utiliza un sólo tipo de sensor que percibe una particular longitud de onda
infrarroja. Muestran las áreas más calientes de un cuerpo en blanco y los menos en negro, y
con matices grises los grados de temperatura intermedios entre los límites térmicos.
Carga Distribuida: Carga que se aplica a toda la longitud de un elemento estructural o a
una parte de éste. También llamada carga repartida.
Carga Uniformemente Distribuida: Carga que ha sido distribuida de magnitud uniforme.
También llamada carga uniformemente repartida.

Circuito Integrado: Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la
que se encuentran una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de

dispositivos

microelectrónicos interconectados, principalmente diodos y transistores, además de
componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido,
del orden de un cm² o inferior

[5].

Coeficiente de Expansión Térmica: También llamado dilatación térmica al cambio de
longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al
cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.

Conformado en caliente: El conformado en caliente se caracteriza por la aplicación de
altas deformaciones a grandes velocidades de deformación a temperaturas por encima de
1150-1200ºC. Al final nos proporciona buenas propiedades mecánicas (combinación
resistencia-tenacidad), por lo que posteriormente deben aplicarse distintos tratamientos
térmicos, tales como el temple y revenido.
Conformado en frío: El concepto del conformado en frío comprende todos los métodos de
fabricación que permiten deformar plásticamente (a temperatura ambiente y ejerciendo una
presión elevada) metales o aleaciones de metales tales como cobre, aluminio o latón, pero
sin modificar el volumen, el peso o las propiedades esenciales del material. Durante el
conformado en frío la materia prima recibe su nueva forma mediante un proceso que consta
de diferentes etapas de deformación. De tal manera se evita que se exceda la capacidad de
deformación del material y por lo tanto su rotura.
Decodificador de video: Es un dispositivo capaz de interpretar los datos almacenados u
obtenidos en un determinado formato y traducirlos a otro. En este caso

obtiene

las

imágenes captadas por la cámara en un formato manejable para poderse reproducir en una
computadora común.
Diodo: Del griego: dos caminos, es un dispositivo semiconductor que permite el paso de la
corriente eléctrica en una única dirección con características similares a un interruptor.
Elongación: Longitud final que alcanza un material al momento de romperse cuando se le
somete a un ensayo de tracción, expresada en porcentaje de la longitud inicial.

Esfuerzo a la tracción: Resistencia a la rotura de un material cuando se le somete a
2

estiramiento en una máquina de tracción, expresada en N/mm .
Esfuerzo de Flexión: Puro o Simple, se obtiene cuando se aplican sobre un cuerpo pares de
fuerza perpendiculares a su eje longitudinal, de modo que provoquen el giro

de

las

secciones transversales con respecto a los inmediatos.
Explosímetro: El Explosímetro es un instrumento de seguridad destinado a determinar la
concentración de gas en una determinada atmósfera indicando si ésta es explosiva o no.
Forja: Es el arte y el lugar de trabajo del forjador o herrero, cuyo trabajo consiste en dar
forma al metal por medio del fuego y del martillo.
Hidráulica: Es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de las
propiedades mecánicas de los fluidos.

Límite elástico: También denominado límite de elasticidad y límite de fluencia, es la
tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones
permanentes. Si se aplican tensiones superiores a este límite, el material experimenta
deformaciones permanentes y no recupera su forma original al retirar las cargas. En
general, un material sometido a tensiones inferiores a su límite de elasticidad es deformado
temporalmente de acuerdo con la ley de Hooke.

Lógica Difusa: Es una generalización de la lógica clásica en donde existe una transición
continua entre lo falso y lo verdadero que mediante principios matemáticos pueden servir
para modelar información basada en grados de membresía o pertenencia

[10].

Módulo de elasticidad: El módulo de Young o módulo elástico longitudinal es un
parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en
la que se aplica una fuerza. Para un material elástico lineal , el módulo de Young tiene el
mismo valor para una tensión que para una compresión, siendo una constante independiente
del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es

siempre mayor que cero: si se le aplica una fuerza de estiramiento a una barra, aumenta de
longitud, no disminuye.
Módulo de rigidez: Mide la facilidad o dificultad para deformar un material aplicando un
esfuerzo cortante. Un material con un módulo de rigidez bajo, es un material fácil de
deformar por un esfuerzo cortante. Este sólo tiene significado para materiales sólidos. Un
líquido o un gas fluyen bajo la acción de esfuerzos cortantes y no pueden soportarlo de
forma permanente. Una de las unidades para medir el módulo de Young es: GPa.
Momento de una Fuerza: Se denomina momento de una fuerza respecto de un punto, al
producto vectorial del vector posición r de la fuerza por el vector fuerza F.
Ni-MH: Aleación de metales Níquel y Metal-Hidruro los cuales

son

los

elementos

químicos contenidos en la baterías recargables que son los que almacenan la

energía

eléctrica dentro de la batería.

Neumática: Es la tecnología que emplea el aire comprimido como medio de transmisión de
la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

Optoacoplador: Es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como

un

interruptor excitado mediante luz emitida por un diodo led que satura un componente
normalmente en forma de transistor sin base (fototransistor) el cual recibe la luz emitida por
el led y entra en funcionamiento.

Perros de venteo: Son perros de búsqueda y rescate que se usan principalmente para
encontrar víctimas sepultadas por avalanchas o estructuras colapsadas, personas ahogadas y
extraviadas en grandes áreas, en búsqueda de evidencia en escenas de crímenes, etc. A
diferencia de los perros de rastreo, los de venteo no siguen una pista sino que buscan el
olor humano por lo que son la mejor opción cuando hay que localizar víctimas.

PIC: En realidad, el nombre completo es PIC micro, aunque generalmente se utiliza como
Peripheral Interface Controller (controlador de interfaz periférico). Es un microcontrolador
basado en memoria EPROM/FLASH desarrollado por Microchip Technology

[9].

Pines torneados: Los pines son los pequeños "palitos torneados" utilizados para enchufar
un dispositivo en otro. Teniendo una mejor conductividad que con los circuitos normales.
Por ejemplo los algunos microprocesadores utilizan pines para poder enchufarse en el
socket de la placa madre.

Piñón: Se le llama piñón a la rueda de menos dientes de las dos que forman un engranaje.
Si el piñón tiene pocos dientes se suelen fresar los dientes en el mismo eje motor.
Potenciómetro: Es un resistor cuyo valor de resistencia puede ser ajustado. De

esta

manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un
circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente.
Recocido: Es el tratamiento térmico que, en general, tiene como finalidad una temperatura
que permita obtener plenamente la fase estable a falta de un

enfriamiento

lo

suficientemente lento como para que se desarrollen todas las reacciones completas.
Relevador: Es un dispositivo electromecánico, que funciona como

un

interruptor

controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se
acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos
eléctricos independientes.
Revenido: Es un tratamiento térmico que sigue al de templado del acero. Tiene como fin
reducir las tensiones internas de la pieza originadas por el temple o por deformación en frío.
Mejora las características mecánicas reduciendo la fragilidad, disminuyendo ligeramente la
dureza, esto será tanto más acusado cuanto más elevada sea la temperatura de revenido.

Robótica: La robótica es una ciencia que surge de la necesidad del ser humano de crear
máquinas automáticas con la función de llevar a cabo tareas peligrosas, pesadas, repetitivas

y trabajos donde quizás las manos del hombre no pueda intervenir; está relacionada con la
ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica y la inteligencia artificial.

Robot Móvil: Es el Robot que posee autonomía para desplazarse en un ambiente
desconocido y es capaz de percibir, planificar y actuar sin la intervención o con una
intervención muy mínima del ser humano.
Sensor Infrarrojo: Es un dispositivo electrónico capaz de medir

la radiación

electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión. Todos los

cuerpos

reflejan una cierta cantidad de radiación, esta resulta invisible para nuestros ojos pero no
para estos aparatos electrónicos, ya que se encuentran en el rango del espectro justo por
debajo de la luz visible.
Tarjeta Fenólica: Es un medio para sostener mecánicamente y conectar eléctricamente
componentes electrónicos, a través de rutas o pistas de material conductor, grabados en
hojas de cobre laminadas sobre un sustrato no conductor.

Transistor: Es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de
amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción
en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia").
Vector: Un vector es utilizado para representar una magnitud física el cual necesita de un
módulo y una dirección

(u orientación) para quedar definido. Los vectores se pueden

representar geométricamente como segmentos de recta dirigidos o flechas en planos

ó

; es decir, bidimensional o tridimensional.
Vibráfono para rescate: Es un dispositivo que permite detectar la presencia de una
víctima sepultada bajo escombros después de una catástrofe y determina su emplazamiento
exacto. El más mínimo sonido emitido por las victimas es susceptible de ser captado por
este equipo con una sensibilidad excepcional.

Vibroscopio: Aparato que sirve para medir las vibraciones de los cuerpos. El vibroscopio
permite explorar los escombros y conversar con una víctima vía un micrófono incorporado
en una cámara.

ANEXO I
DESIGNACIÓN PARA LOS GRUPOS DE ALEACIONES DE
ALUMINIOS. EN AW-1100 [AL 99.0 CU]

1XXX.- Aluminio en porcentaje mínimo de 99% forjado, No tratado
térmicamente.
EN A

W

-

1100

[Al 99.0 Cu]

Al 99.0.- Porcentaje del grado de pureza de aluminio.
Cu.- Elemento cobre incluido en contenido muy bajo.

1100.-Cuatro dígitos que están relacionados con la composición química. La numeración de estos cua

1XXX Aluminio en porcentaje mínimo del 99%

(-)

Un guión separador entre letras y dígitos.

W La letra W, identificativa de ser producto de forja

A la letra A, identificativa del aluminio

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE VERACRUZ

111

ANEXO III
LÍNEAS DEL PROGRAMA DE LA TARJETA DE POTENCIA DEL ROBOT MÓVIL

INCLUDE<P16F627A.INC>
CONFIG
_CP_OFF&_DATA_CP_OFF&_LVP_OFF&_BOREN_ON&_MCLRE_OFF&_WDT_OFF&_PWRTE_ON&_INTOSC_OS
C_NOCLKOUT
NUM1
NUM2
NUM3
NUM4
NUM5
NUM6
NUM7

EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU
EQU

ORG 0X00
MOVLW
MOVWF
BSF
MOVLW
MOVWF
MOVLW
MOVWF
BCF
CLRF
BCF
BCF
BCF
BCF
BCF
B
C
F
INICIO

0X20
0X21
0X22
0X23
0X24
0X25
0X26
B'00000111'
0X1F
STATUS,RP
0
B'00011111'
TRISB
B'00001110'
TRISA
STATUS,RP
0
PORTB,5
PORTB,6
PORTB,7
PORTA,6
PORTA,0
PORTA,7
PORTA,4

;SUBRUTINA DE RETARDO
;SUBRUTINA DE RETARDO
;SUBRUTINA DE RETARDO
;BANDERA DE DIRECCIÓN
;TIEMPO
;CANTIDAD DE VECES QUE SE REPITE LA SECUENCIA DE INICIO

;APERTURA DEL BANCO 1 PARA CAMBIAR DE BANCOS
;RELEMOT,RELEV,RELEV,CENPISO,CENPISO,CENDIS,CENDIS,CENDIS
;RELEMOT,RELEMOT,NOP,LED,PUSH,SWICH,SWICH,RELEMOT

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

PREGUNTA
BTFSS PORTA,3
;PREGUNTA POR EL BOTON DE
ARRANQUE GOTO PREGUNTA
BTFSC PORTA,2
;PREGUNTA PARA COMENZAR
GOTO IZQUIERDAI
GOTO DERECHAI
IZQUIERDAI
BCF
NUM4,0
GOTO PERRO
DERECHAI
BSF

NUM4,0

PERRO
MOVLW
MOVWF

D'9'
NUM5

BCF
CALL

PORTA,4
RETARDO

BSF
PORTA,4
CALL RETARDO
BCF
PORTA,4
CALL RETARDO
BSF
PORTA,4
CALL RETARDO
BCF
PORTA,4
CALL RETARDO
BSF
PORTA,4
BTFSC PORTA,1
;PREGUNTA EL INICIO DE LA
PELEA GOTO SALE
BUSQUEDA
BSF
PORTA,4
MOVLW
D'2'
MOVWF
NUM5
BTFSS NUM4,0
GOTO IZQUIERDAX
MOVLW
D'4'
MOVWF
NUM6
DERECHAX
BSF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BSF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BSF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
CALL RETARDO
BSF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BSF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
CALL RETARDO
DECFSZ
NUM6,1
GOTO DERECHAX
GOTO SALE
IZQUIERDAX
MOVLW
MOVWF

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

D'4'
NUM6

IZQUIERDAXX
BCF
PORTB,5
BSF
PORTB,6
BSF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BSF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
CALL RETARDO
BCF
PORTB,5
BSF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BSF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
CALL RETARDO
DECFSZ
NUM6,1
GOTO IZQUIERDAXX

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

SALE
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------BTFSS PORTB,3
;PREGUNTA POR EL CENSOR IZQUIERDO
GOTO IZQUIERDAP
BTFSS PORTB,4
;PREGUNTA POR EL CENSOR
DERECHO GOTO DERECHAP
BTFSC PORTB,1
;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
CENTRAL GOTO CENTRO
BTFSC PORTB,0
;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
IZQUIERDO GOTO IZQUIERDA
BTFSC PORTB,2
;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
DERECHO GOTO DERECHA
BTFSS NUM4,0
;PREGUNTA POR EL ULTIMO CENSOR QUE
DETECTO GOTO IZQUIERDAR
DERECHAR
BSF
BSF
BSF
BCF
BCF
BSF
GOTO SALE

PORTB,5
PORTB,6
PORTB,7
PORTA,6
PORTA,0
PORTA,7

IZQUIERDAR
BSF
PORTB,5
BSF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
B
PORTA,6
S
PORTA,0
F
BCF
PORTA,7
GO
SAL
TO
E
IZQUIERDA
BTFSC PORTB,2
DERECHO GOTO CENTROC
BCF
NUM4,0
BCF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BSF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
GOTO SALE

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;VELOCIDAD LADO
IZQUIERDO
;VELOCIDAD
LADO
;POSITIVO
LADO
IZQUIERDO
;NEGATIVO
LADO
IZQUIERDO
;POSITIVO
LADOLADO
DERECHO
;NEGATIVO
DERECHO

;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

DERECHA
BTFSC PORTB,0
;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
IZQUIERDO GOTO CENTROC
BSF
NUM4,0
BCF
PORTB,5
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
BCF
PORTB,6
;VELOCIDAD LADO DERECHO
BSF
PORTB,7
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
BCF
PORTA,6
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
BCF
PORTA,0
;POSITIVO LADO DERECHO
BCF
PORTA,7
;NEGATIVO LADO DERECHO
GOTO SALE
CENTROC
BTFSC PORTB,1
CENTRAL GOTO CENTRO
BCF
PORTB,5

;PREGUNTA POR EL CENSOR DE DISTANCIA
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO

BCF
BSF
BCF
BSF
BCF
GOTO

PORTB,6
PORTB,7
PORTA,6
PORTA,0
PORTA,7

;VELOCIDAD LADO
DERECHO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO
;NEGATIVO LADO
IZQUIERDOLADO DERECHO
;POSITIVO
;NEGATIVO LADO DERECHO

SA
LE

CENT
RO
BSF
PORTB,5
B
PORTB,6
S
PORTB,7
F
BCF
PORTA,6
BSF
PORTA,0
PORTA,7
BCF
SA
GOT
LE
O
IZQUIERDAP
BTFSC PORTB,4
DERECHO GOTO REVERSA
BSF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BSF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BSF
PORTA,7
MOVLW
D'3'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
BCF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
MOVLW
D'2'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
GOTO SALE
DERECHAP
BTFSC PORTB,3
IZQUIERDO GOTO REVERSA
BCF
PORTB,5
BSF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BSF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BSF
PORTA,7
MOVLW
D'3'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
BCF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
MOVLW
D'2'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
GOTO SALE

;VELOCIDAD LADO
IZQUIERDO LADO
;VELOCIDAD
DERECHO
;POSITIVO LADO
;NEGATIVO
LADOIZQUIERDO
IZQUIERDOLADO DERECHO
;POSITIVO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;PREGUNTA POR EL CENSOR DE PISO
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;PREGUNTA POR EL CENSOR DE PISO
;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

REVERSA
BSF
PORTB,5
BSF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BSF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BSF
PORTA,7
MOVLW
D'3'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
BCF
PORTB,5
BCF
PORTB,6
BCF
PORTB,7
BCF
PORTA,6
BCF
PORTA,0
BCF
PORTA,7
MOVLW
D'2'
MOVWF
NUM5
CALL RETARDO
GOTO SALE

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

;VELOCIDAD LADO IZQUIERDO
;VELOCIDAD LADO DERECHO
;POSITIVO LADO IZQUIERDO
;NEGATIVO LADO IZQUIERDO
;POSITIVO LADO DERECHO
;NEGATIVO LADO DERECHO

RETARDO;RUTINA DE RETARDO DE UN SEGUNDO
MOVF NUM5,0;10
MOVWF
NUM3
WAIT6
MOVLW
MOVWF

D'200';200
NUM2

WAIT5
MOVLW
MOVWF

D'166';166
NUM1

WAIT4
DECFSZ
NUM1,1
GOTO WAIT4
DECFSZ
NUM2,1
GOTO WAIT5
DECFSZ
NUM3,1
GOTO WAIT6
RETURN
END

ANEXO IV
HOJAS DE CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS



PIC 16F627A/628A



Circuito Integrado CD40106



Circuito Integrado LM741



Circuito Integrado L293D

Nota:

Para referirse a las características eléctricas de cualquiera de los componentes electrónicos
mencionados anteriormente, sírvase revisar la hoja de datos del componente deseado, el
cual es emitido por el fabricante.

BIBLIOGRAFÍA
REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍAS

[1] Análisis y diseño de circuitos electrónicos, Donald A. Neamen, Tomo II, Mc GrawHill, 1997, 1176 pág.
[2] AutoCAD 2009 Avanzado, J. López Fernández, J.A. Tajadura Zapirain, Mc GrawHill, 2009, 870 pág.
[3] Diseño de elementos de máquinas, Robert L. Mott, 4ª. Edición, Pearson, Prentice
Hall, 2006, 898 pág.
[4] Diseño de mecanismos, análisis y síntesis, Arthur G. Erdman, George N. Sandor, 3ª.
Edición, Prentice Hall 1998, 647 pág.
[5] Diseño electrónico circuitos y sistemas, C.J. Savant Jr., Martin S. Roden, Gordon L.
Carpenter, 3ª. Edición, Prentice Hall, 2000, 999 pág.
[6] Electrónica de potencia, Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones, Muhammad H.
Rashid, 3ª. Edición, Prentice Hall, 2004, 880.
[7] Interpretación de dibujo mecánico, Shriver L. Coover, Jay D. Helsel, Mc Graw-Hill,
1983, 110 pág.
[8] Manual de fórmulas técnicas, Kurt Gieck, Reiner Gieck, 31ª. Edición, Alfaomega,
2007.
[9] Microcontroladores fundamentos y aplicaciones, Fernando E. Valdés Pérez, Ramón
Pallás Areny, Alfaomega-Marcombo, 2007, 343 pág.
[10] Microcontroladores PIC diseños prácticos y aplicaciones, José María Angulo
Usategui, Ignacio Angulo Martínez, 2ª. Edición, Mc Graw-Hill, 2004, 295 pág.
[11] Mecánica de Materiales, Roy R. Craig, Jr. 2ª. Edición. CECSA, 2002, 752 pág.

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
INSTITUTO TECNOLOGICO DE
VERACRUZ

119

WEBGRAFÍA


http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/din_rotacion/inercia/inercia.htm



http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/simbolos/simbolos1.htm



http://www.nemaco.com.mx/descripcion.php?id_categoria=41



http://www.alumac.com.mx/prod/aluminio.html



http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/viewers/productTableViewer.jsp?pres
entationType=3&lang=es&action=cad&newlink=first&tableName=1_3_1



http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/viewers/productTableViewer.jsp?pres
entationType=3&lang=es&action=cad&newlink=first&tableName=1_4_2



http://www.skf.com/skf/productcatalogue/jsp/viewers/productTableViewer.jsp?pres
entationType=3&lang=es&action=cad&newlink=first&tableName=1_4_7



http://www.robodacta.com.mx/activacioncart-producto.asp?ProductoID=576
&CategoriaID=24&SubCategoriaID=126



http://www.bandasindustrialesenmexico.com/?gclid=CKS1iJj7rKACFSZHagodsC9
UZw