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“Diseño digital y fabricación de un prototipo Theo Jansen, para la agricultura con movimiento autónomo” Sáenz Ricra Raúl Abilio, Ari Aguilar Alexander, Quispe Ríos Kevin facultad de ingeniería Universidad Privada del Norte, sede lima norte Perú  Resumen-Este documento describe la síntesis de un mecanismo theo jansen, el cual se propone sea impulsada por motores DC, todo esto apoyado en el software MATLAB que genera los movimientos autónomos en superficies descontinuas para la fumigación de los cultivos que se generan en la agricultura. Se presentan los cálculos cinemáticos y dinámicos del mecanismo y los procesos realizados en la fabricación de las piezas utilizando herramientas digitales, como fresa y torno CAD/CAM y SolidWors. Así mismo, se muestran los detalles más relevantes acerca del diseño de este mecanismo, de la construcción, los problemas que se presentaron, sus soluciones y los resultados obtenidos. La aplicación propuesta para dicho mecanismo esta enfocado en las personas que ejercen actividades agrícolas con la finalidad de insertar nuevas tecnologías y procesos que ayudarán al mantenimiento de sus cultivos con mejores técnicas, confiables de menor coste y amigables con el medio ambiente. Abstract-This document describes the synthesis of a theo jansen mechanism, which is proposed to be driven by DC motors, all supported by MATLAB software that generates autonomous movements for discontinuous surfaces. Made in the manufacture of the parts using digital tools, such as strawberry and lathe CAD / CAM and SolidWors. Likewise, there are the most relevant details about the design of this mechanism, the construction, the problems they face, their solutions and the results obtained. The proposed application for this mechanism is focused on agriculture for compliance and different tasks in productive development.

proyecto que se orienta al ambiente agrícola para procesos de fumigación. Una fumigadora es una máquina agrícola encargada de fumigar zonas de terreno de cultivo grandes como pequeñas., consiste en esparcir un compuesto plaguicida de diferentes formas, para proteger de agentes nocivos para el mismo cultivo. La acción de fumigar también se puede hacer con equipo terrestre como fumigadoras tipo mochila manual o motor de combustión interna, destinadas para esta aplicación. La consolidación de este proyecto permitirá a los estudiantes de la carrera de Ing. Mecatrónica, reforzar sus conocimientos en robótica aplicada, en al manejo de máquinas y herramientas de diseño CAD/CAM, orientado al mecanismo realizado. A continuación se expone una breve descripción del diseño y construcción del mecanismo móvil que permita el estudio de métodos movientes articulados y códigos de fabricación en el diseño y programación para su desplazamiento autónomo.  Objetivos: Objetivo general:  

Fabricar un mecanismo articulado de avance por superficies descontinuas utilizando las herramientas de fabricación digital. Implementar un prototipo de robot autónomo para la fumigación sobre los cultivos, bajo la plataforma ARDUINO y MATLAB para generar el desplazamiento requerido. Objetivos específicos:

Introducción En la actualidad, el diseño de los sistemas mecánicos caminantes se han construido a partir de los estudios de la naturaleza, especialmente de los animales terrestres comunes, en los cuales se puede observar un sistema de movimientos basados en un conjunto de huesos y articulaciones conocidas como patas. para obtener un sistema óptimo para el desplazamiento sobre terrenos irregulares, cada uno de ellos se basa en su fase de paso y el tipo de apoyo de la extremidad sobre el terreno, convirtiéndolas en las máquinas ideales para espacios peligrosos y restringidos. Ideales para el propósito del

    

Realizar un bosquejo a mano alzada del mecanismo articulado. Diseñar con la ayuda del software SolidWorks, el mecanismo articulado con las dimensiones reales. Modelar el movimiento del mecanismo articulado utilizando un software de diseño CAD/CAM. Fabricar el mecanismo articulado con la ayuda del torno y fresadora CNC, los materiales adecuados y elementos de unión seleccionados. Elaboración del código fuente y hardware adicional de control para el funcionamiento adecuado y sincronizado de rutinas aplicadas al theo jansen autónomo.

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Desarrollo Diseño del mecanismo Construcción del theo jansen Considerando el mecanismo seleccionado para la construcción de los eslabones, se buscó la forma de ensamblar un juego patas en un solo elemento con el objetivo de encontrar la plantilla para los demás, lo que facilitara la conexión de articulaciones. Cada pata se fabricó a partir de las dimensiones proporcionadas (Strandbeest-simulator). El corte y perforación de las articulaciones se realizaron en un taller mecánico empleando herramientas y con seguridad (EPP) de los moldes fabricados con la finalidad de evitar equivocaciones que limiten la movilidad de la pata, además, la trayectoria fue importante para iniciar la construcción de las mismas. Finalmente la parte electrónica se usó un puente H para cambiar el giro de los motores y así poder controlar el Theo Janse mediante radio frecuencia.

Torque 𝑇 =𝑓∗𝑑 𝑓 =𝑚∗𝑔 𝑓 = 0.192 ∗ 9.81 𝑓 = 1.88352 𝑇 = 1.88352 ∗ 70.4842 𝑇 = 132.7584 Código de fabricación de las piezas de mecanismo theo jansen

N0010 G53 X0 Y0 Z0 N0020 G53 N0030 T1.1 N0040 M06 N0050 G90 G94 F1500 S1200 N0060 G00 X70 Y25 Z5 N0070 M03 N0080 G01 Z2 N0090 G1 Z-5 N0100 G01 X65 N0110 G01 X20 N0120 G01 Z5 N0130 G00 X0 Y0 N0140 M30

Cálculos Centro de masa total del mecanismo y Torque de todo el sistema Los cálculos se realizan por cada mecanismo para realizar los cálculos y obtener el resultado completo del mecanismo.

Resultados En este proyecto se obtuvo como resultado: 

Centro de Masa del Theo Jansen

TOTAL

Centro de Masa = (70,4841;-0,1194) 

Trayectoria del Theo Jansen

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Conclusiones  El centro de masa es similar al centro de gravedad en cuerpos pequeños.  La trayectoria de un punto que participa en el movimiento del cuerpo es importante, ya que este determina su correcto funcionamiento del movimiento.  pudimos obtener el torque que nuestro motor debe superar, para hacer funcionar el mecanismo, también logramos obtener el centro de masa de las piezas, esto nos sirve para saber cuál es el punto en donde se concentra toda su masa, Bibliografía: Revista Magna (2015). “Arte cinético: Theo Jansen y sus bestias”. Recuperado de :http://revistamagna.com.ar/arte-cinetico-theojansen-y-sus-bestias/ Felipe Díaz Del castillo Rodríguez (2011). “Procesos de maquinado sin arranque de viruta”. Recuperado de:http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingeni eria/mecanica/mat/mat_mec/m2/Proceso_Maquinado. pdf.

Marcelo Leslabay (15 de enero 2015). “Deusto Fab Lab: de la idea al diseño del producto” .Recuperado de: http://revistaingenieria.deusto.es/tag/fablab/.