MATERIALES Y PARTES:
JERINGAS: serán utilizadas para hacer funcionar el brazo hidráulico ya que gracias a ellas el brazo tendrá movimiento y es lo más esencial que necesita el brazo para funcionar.
CLAVOS: serán utilizados para poder construir el carrito del brazo, también para fijar los rieles en la base y también como eje de gira miento del brazo hacia los lados.
TORNILLOS Y TUERCAS: Los tornillos serán utilizados como pasadores para que el brazo se mueva de arriba hacia abajo, mientras que las tuercas se fijaran a los tornillos para sostenerlos.
MADERA: es lo esencial para poder elaborar el brazo hidráulico ya que gracias a la madera se podrá dar forma al brazo y construir el carrito para que tenga movilidad horizontal.
MANGUERAS DE SUERO: se utilizara para unir las jeringas para poder darle movimiento al brazo, también se utilizara para que pase el líquido de una jeringa a otra.
AGUA: será utilizado para demostrar que un líquido con poca densidad es necesario aplicar mayor fuerza.
PINTURA: se utilizara para darle color al brazo.
LIJAS: se utilizara para lijar la madera y quitar las astillas que esta tenga
ARMADO:
Cortaremos la madera en forma rectangular para que sea la base de todo el proyecto, posteriormente se procederá a dibujar en la madera restante las piezas que serán el cuerpo del brazo hidráulico, una vez dibujado las partes procederemos a cortarlas y prepáralas para la pintura, pintaremos el brazo con el color elegido, luego ensamblaremos las piezas para darle forma al brazo, una vez ensamblada las piezas comprobaremos que tenga movilidad y comprobaremos que todo este acorde al plano, tomaremos las jeringas ,las mangueras y las uniremos, una vez unidas pondremos el liquido de freno o agua y probaremos que tengan el suficiente liquido para que pueda funcionar, luego las adaptaremos al brazo y probaremos que las mismas hagan funcionar al brazo. Pondremos jeringas en la base circular y probaremos que estas muevan el brazo de lado a lado, colocaremos el brazo ya antes armado en la base circular y lo haremos funcionar para poder ver errores en el mismo y poderlo corregir, una vez hecho todo esto comprobaremos que este brazo sea capaz de levantar algún objeto y de transportarlo de un lugar a otro.
BRAZO HIDRAULICO TERMINADO:
Sección 1 La historia
Capitulo 1: Preámbulo, antecedentes e historia
Sección 2: El montaje
Capitulo 1: Un brazo fuerte
Capitulo 2: Ensamblaje del brazo
Capitulo 3: Para asir
Capitulo 4: Conexiones
Capitulo 5: A prudente distancia
Sección 3: Circuito de control y software
Capitulo 1: Primeras ideas
Capitulo 2: Purificando el soft
Capitulo 3: La placa final (por el momento)
Sección 1 La historia
Capitulo 1: Los orígenes
Todos los que nos hemos metido en este mundillo de la robótica hemos tenido que
empezar y para ello hemos buscado un diseño sencillo, que fuéramos capaces de
construir con pocos conocimientos, que fuera económico y sencillo.
Esto, mas que un documento “tutorial” es la historia, de cómo monté mi primer (y
hasta ahora único) elemento robótico.
Así que os pido una pequeña concesión, antes de seguir directamente a los planos,
dejadme explicaros una pequeña historia….
Nací en 1961. En esa época no había ni robots ni ordenadores ni nada de nada. La
tele y poco más. Todo eso era cosa, como mucho, de ciencia ficción.
Jajajaja ¿sabéis? Yo invente el PC. Bueno mas o menos (que mas quisiera) .
Cuando tenia 7 u 8 años (no me acuerdo con exactitud) un familiar tenia una
academia (que no colegio, al menos en la concepción actual) y tenia un aula con
maquinas de escribir (mecánicas… prodigio de la técnica). Me dejaban sentarme y
“jugar” con ellas y yo pensaba… joer… si has de picar 100 veces lo mismo… ¿Por
qué no inventar “algo” (pensaba en algo para insertar lateralmente…que casual) que
guarde esas pulsaciones para posteriormente que el “parato” lo haga solo”
Peasso de crac. Visionario que era yo, jejejeje… si hubiera podido aprovecharlo
ahora en vez de hablar de Roberto Puertas se hablaría de Jose Luis Dominguez. Si
es que siempre he sido un científico aficionado.
Bueno, eso solo era una anécdota para haceros ver que en mi caso el tema de la
técnica me viene de lejos.
Con 13-14 años devoraba (que no leía) revistas-novelas-películas de ciencia
ficción… computadoras, robots.. etc, todo valía para “satisfacer” mi imaginación.
Quise estudiar, por supuesto, electrónica pero no quedaban plazas así que empecé
mi segunda opción, delineante. Una vez metido en eso ya no cambie y de alguna
manera me aleje un poco del tema tecnológico.
Si embargo continuaba mi interés por estos temas e incluso, en plan “amateur”
efectuaba algunos montajes sencillos que me pasaban amigos.
Pero la realidad te empuja, así que me eche novia, me case, me busque una
profesión, funde una familia… vamos lo habitual…
Y un día, con 23 años, allá por 1983 mis sueños se hicieron realidad… aparecieron
unas extrañas maquinas que (a decir de la sociedad de la época nos iban a dejar a
todos en el paro).
Lo tenia olvidado durante años (la “responsabilidad” ya se sabe) pero aquello fue la
chispa que hizo renacer aquellas fantasías de adolescente… no eran solo historias,
películas… eran REALIDAD.. los ordenadores “EXISTÍAN”.
Inmediatamente intente adquirir uno… imposible... con la economía de postguerra
de toda familia recién formada y unos sueldos “justitos”, pensar en comprar un
ordenador que valía (entonces) el sueldo de un año era una utopía.
Leía todo lo que salía (y podía adquirir) revistas de ordenadores, de electrónica, de
robótica, etc…
Con el tiempo me prestaron un Spectrum… conseguí comprar un MSX… después lo
cambié todo por un 8088... y me “subí” en el mundo PC (aproximadamente en 1988..
la época de los “pioneros”). Como anécdota, sentaba entonces a mi hija de 3 meses
al ordenador para que aporreara las teclas. Ahora tiene 19 y ooooh casualidades…
estudia informática… ¿Por qué será? Si yo no creo haberla influido para nada (te lo
juro por Snoopy)… solo me pidió un ordenador ya con 10 años y le dije “no hay
problema… móntatelo”… le di las piezas y lo logro, un 486.
Bueno, volvamos al tema… en aquella época aparecían mil publicaciones
semanales y mensuales de la novedad (que era) la informática. Revistas, secciones
de los diarios, enciclopedias, etc.
En esto que un familiar se empezó a hacer una enciclopedia del tema (Mi Computer,
10 tomos, editorial Orbis, 1983). Yo no podía pagármela, así que cada semana le
pedía prestado el fascículo en cuestión para leerlo… Spectrum… Comodore 64, Z80,
Basic, Logo… etc… el futuro al fin y al cabo.
Esa enciclopedia para mi que era una traducción de una publicación inglesa
(hablaban sobretodo de un trasto llamado BBC Micro que JAMÁS he visto) y todo lo
que decía, por tanto, estaba a años luz de España.
En aquella enciclopedia empezaron una sección de bricolaje… circuitos básicos,
herramientas, etc…
Y llego un momento (me quede impresionado) en que presentaban unas “cosas” de
Lego (en España entonces Lego solo eran 4 piezas de un puzzle y poco mas) que
eran un robot que se podía programar desde un ordenador… increíble…
Como eso solo se podía (que yo sepa) comprar fuera, automáticamente paso al
“cajón mental” de las utopías y la vida siguió.
Pero en el capitulo siguiente apareció un brazo robot “en serio”… y te lo explicaban
así… tan sencillo… (Con un “móntatelo tu mismo como el actual Bricomania)…
inconcebible…
Pero estudie los diseños y joer.. Eran viables… venia todo… planos, circuitos,
software… así que me puse manos a la obra y empecé a pensar en montarlo. Las
piezas principales eran, por supuesto, 4 servos, así que me fui a una tienda de
modelismo y pregunte ¿Cuánto vale un servo?
El dependiente me contesto “uno sencillito entre 6.000 y 10.000 pesetas”. Joer ya
estamos otra vez con el tema de la “economía de guerra”… Necesitaba 4 y uno era
el 20% de mi sueldo… gastarme esa cantidad (llegábamos justos a fin de mes)
implicaba que la parienta me podría ajusticiar directamente sin juicio previo…
Así que como tantas otras cosa paso al cajón de “utopías… verificar de aquí a cien
años” y el tema quedo aparcado.
Muchos años después y tras una especie de crisis de identidad necesite
anímicamente “hacer algo… montar algo”… y me acorde de aquel bracito de hacia
20 años.
Volví a consultar (ya en internet) el precio de los famosos “motorcitos” y mira que
cosas.. valian 10€… joer que chollo… mi casa ya esta aposentada, ya no hay
economía de guerra… puedo pagar eso sin problemas… PUEDO montar ese
brazo…
Pero las historias felices solo pasan en las películas de Disney… Busque las
fotocopias que había echo… y habían desparecido… parece ser que en una de las
ultimas limpiezas familiares aquellos “papeles-añejos-y-amarronaos-que-no-sirvenpara-
nada” habían ido a parar al reciclaje.
Sin mucha esperanza pregunte al familiar que había sido de aquella antigua
enciclopedia y me dijeron que no estaba… que la habían tirado… ¿o quizás se la
llevo uno de sus hermanos cuando se casó? … los hermanos (ambos actualmente
informáticos) no se acordaban de nada…o quizás estaba en el altillo de casa de sus
padres.. no sabían…
Así que armado de valor y como última opción fui a casa de sus padres para revisar
el susodicho altillo… y BINGO… allí estaba… esperándome a MÍ desde hacia
muchos, muchos años… la enciclopedia con las secciones de bricolaje que yo
quería.
Vista actual de esa enciclopedia, hábilmente “requisada” del altillo por aquí el narrador de la historia,
que reposa actualmente en MI estantería.
Que experiencia… volver a tener aquello en mis manos… repasar pagina a pagina lo
que decía.. lo que había cambiado el mundo esos años… ver las fotos… coño… si
este es el Billy Gates con granos… y este el Steve Jobs con pelo… (si las queréis
ver las escaneo, la enciclopedia en cuestión es un autentico incunable)
Y aquí están… los planos del brazo robot… pero a ver… el código… es de Basic
“propietario”… los circuitos son añejos (si estos ordenadores no tenían ni puertos Lpt
ni Com…) aquí hay mucho trabajo para hacer…
Sin embargo hay una buena información de lo que es un servo… de lo que
requiere… seguro que esta en internet… y si añado al circuito XX un controlador YY
y busco en internet un esquema del LPT y le pongo y le quito…..y le pongo y le
quito…. Y así, tras más de 20 años, nació MI PROYECTO.
Sección 1: El diseño (Extracto de la enciclopedia “Mi computer, editorial Orbis,
1983”)
Dada la antigüedad del articulo original, totalmente obsoleto, para una mejor
comprensión de este articulo se especifica el original en su totalidad en azul,
indicando mediante textos en cursiva y color verde los cambios realizados para su
adaptación a 2005, fecha en que comencé el montaje.
Sección 2: El montaje
Capitulo 1: Un brazo fuerte Iniciamos nuestro
proyecto
proporcionando los
patrones de las partes
del brazo y la lista de
componentes
Los componentes necesarios
para este proyecto
probablemente habrán de
obtenerse de diversas fuentes.
Las tiendas de electrónica y de
modelos a escala
proporcionarán los
componentes electrónicos y
móviles, pudiéndose adquirir el
resto en ferreterías.
La base y los miembros del
brazo se deben construir con
un material ligero y rígido que
se pueda cortar y moldear
fácilmente. Probablemente el
material más accesible sea la
madera contrachapada,
aunque también se podría
utilizar una lámina delgada de
pérspex o un material plástico
rígido. Suponiendo que para la
estructura se emplee madera
contrachapada, necesitaremos
un cuadrado de 50 x 50 cm, de
4 mm de espesor. Lo
usaremos junto con unos
patrones para cortar los
componentes de la estructura.
Para actuar como bases de
fijación necesitaremos tres
trozos de madera de 55 mm
(dos de 6 mm de espesor y
uno de 12,5 mm de espesor).
Haciendo un trabajo de ingeniería inversa, milimetrando el diseño,
pase todo esto a CAD imprimible en dos Din A4. Se adjunta el
plano de todas las piezas en archivos DWG y PDF.
Para traspasarlos a la madera, yo simplemente los imprimí, los
puse encima de del tablero y con una vulgar aguja traspase todos
y cada uno de los vértices.
Después, con ayuda de una regla y apoyándome en los agujeritos
dibuje con un lápiz las diferentes piezas.
Lo recorte todo con una sierra para marquetería. Para “igualar” las
piezas usé lima y papel de lija.
En el caso de las piezas “criticas” es decir la base y los brazos,
para que las piezas me quedaran especialmente “gemelas”
primero las recorte con un cierto margen y después realice los
taladros para los ejes. Posteriormente uní las piezas con un tornillo
y tuerca de M3 y las lijé y pulí unidas. Así me quedaron
perfectamente iguales.
El soporte y la base inferior la pegué con cola de carpintero hasta
conseguir esto (se aprecia en la parte posterior de la base un
orificio “inútil” pero que sirvió en su momento para unir las piezas
con el susodicho tornillo):
Cortado de los patrones
Haga calcos de los patrones
de la estructura, fíjelos sobre el
tablero de contrachapado y
córtelos. Observe que algunos
patrones se usan dos veces
para producir pare de
componentes. Empareje los
pares de los brazos y únalos
antes de taladrarlos. Lije con
cuidado cada uno de los
componentes para eliminar las
asperezas de los bordes.
Para el brazo necesitaremos cuatro servos
digitales de 5 V; con este fin son ideales los
motores Futaba S128. En el mismo sitio donde se
adquieran los motores, se deben comprar discos
plásticos de 30 mm para colocar en el extremo de
los husillos del motor. El mejor sitio tal vez sean las
tiendas de modelos a escala. Si desea un brazo
más potente, entonces habrá de emplear motores
más potentes que el Futaba S128.
Para el motor necesitamos una fuente de
alimentación eléctrica CD de 5 V. Aunque los tres
micros que utilizaremos para controlar el brazo
poseen fuentes de alimentación de 5 V
circuitos electrónicos a niveles TTL. La
corriente máxima que se debe tomar de estas
fuentes de 5 V es de 100 mA. Dado que un
servomotor en carga máxima tomara 200 mA,
no es aconsejable alimentar los servos del
brazo desde la puerta de usuario. Por
consiguiente, necesitamos una fuente de
alimentación externa. Lo ideal sería un
transformador de CD de 5V, pero una
alternativa menos onerosa es utilizar un
conjunto unido de tres pilas de 1,5 V. La salida
total de 4,5 V será suficiente para activar el
sistema.
en la puerta para ampliación o para el usuario,
estos voltajes están diseñados para alimentar
Se necesita un trozo de verovoard de 9 agujeros
por 20 franjas para montar conectores en los que
enchufar los motores, y dos metros de cable plano
de 20 vías para conectar el brazo al ordenador.
Quienes posean un BBC Micro habrán de comprar
un conector IDC de 20 vías, y los que posean un
Commodore 64 compraran un conector marginal
de 0,15 pulgadas y 24 vías para conectar el brazo
a la puerta de usuario. El brazo se unirá al
Spectrum a través de la interface que hemos
construido en Bricolaje para controlar el robot. En
un próximo capitulo explicaremos en forma
detallada las modificaciones necesarias en esta
interface.
Para hacer los pivotes del brazo se requieren tres
tubos de cobre de 75 mm de largo con un diámetro
exterior de 4 mm, junto con tres trozos de tubo de
cobre de 75 mm de largo y 5 mm de diámetro.
Cada pivote se construirá colocando el tubo de 4 m
dentro del de 5 mm y recortando los extremos a la
misma longitud. Por lo tanto, es importante que los
tubos que compre se puedan colocar firmemente
uno dentro de otro pero con suficiente amplitud
como para que el tubo interior pueda girar
libremente.
El montaje principal del brazo se une a la caja base
mediante un cojinete de bolas.
El cojinete debe estar rebordeado y tener un
diámetro interno de 6 mm. Estos cojinetes a
menudo se utilizan para las ruedas de los
modelos a escala y se pueden conseguir en
tiendas de aeromodelismo. Para alargar el
apoyo, también necesitaremos 25 mm de
tarugo de acero de 6 mm. Este tarugo se fijara
firmemente a la base y se encajara
ajustadamente a través del cojinete.
La pinza se opera desde un motor montado
mas abajo en el ensamblaje del brazo. El
motor debe conectarse a la pinza utilizando un
cable flexible de 500 mm de largo
(denominado a veces culebra). En esencia,
este es un alambre de acero dentro de una
manga de plástico. Los aviones a escala con
frecuencia emplean este tipo de enlace para
los alerones. Se necesitan 50 mm de alambre
duro (el cable de piano es ideal) para abrir y
cerrar la pinza, y este debe atarse al extremo
de la culebra con un hilo de fusión de 5 A. Los
miembros del brazo se mueven mediante un
sistema de varillas. Para ello se utilizaran
cuatro varillas de acero de 2 mm de grosor y
150 mm de longitud. Las varillas se pueden
conectar a los discos del motor ya sea
directamente o bien con pequeños cojinetes de
bola.
Construcción de la caja
base
Empiece por pegar con cola la
base de fijación de 12,5 mm a
la parte superior. Luego taladre
los agujeros del pivote principal
para alojar el tarugo de acero
de 6 mm. Taladre atravesando
la parte superior y la base de
fijación, inserte el tarugo y
péguelo bien en su sitio. Pegue
las otras dos bases en su
lugar, en la parte superior.
Estas bases de fijación se
utilizaran para montar uno de
los servomotores. Taladre el
otro agujero de la parte
superior de modo que a traves
del mismo pueda deslizarse el
husillo, y atornile el motor
sobre las bases, utilizando 4
tornillos sin tuerca y arandelas
de goma. Pegue los extremos
y el lado de la caja. Una vez
secos, lije las esquinas y los
bordes.
La sujeción del servo en la caja base la solucione de la misma
manera, pero no instale el soporte ni el tarugo de acero.
En su lugar instale el servo de forma que el propio eje fuera el
apoyo de la base (ver fotos). Atornille el husillo del servo
directamente a la base. Tiene el inconveniente de que el peso se
carga sobre el eje del servo, pero tiene la ventaja de sus sencillez
Capitulo 2: Ensamblaje del
brazo
Ensamblaremos el cuerpo
principal, la sección
superior e inferior del
brazo y efectuaremos las
junturas del codo y
hombro.
