Ingeniería Mecatrónica (Lic.)
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/4486
Browse
6 results
Search Results
Item Diseño de una silla de ruedas teleoperada para niños con discapacidad física motriz(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-15) Manrique Gómez, Kenzo Nicolas; Elias Giordano, Dante AngelEn el presente trabajo de investigación se realizó el diseño de una silla de ruedas teleoperada para niños con discapacidad física motriz entre los 6 y 12 años. El diseño de la silla de ruedas teleoperada posee dos modalidades, conducción manual por medio de un módulo joystick y conducción remota por medio de un dispositivo móvil. Además, el paciente tiene la posibilidad de realizar sus necesidades higiénicas con mayor facilidad y comodidad desde la propia silla de ruedas por medio de un asiento extraíble, ubicando la silla sobre el inodoro. En este documento se presentan los antecedentes del Trabajo de Investigación de Manrique (Manrique, 2022) sobre el concepto de solución de la silla de ruedas teleoperada basada en la metodología “Design Methodology for Mechatronic Systems”, propuesta por la Profesora Karol Muñoz, el Ingeniero Víctor De Negri y el Magíster Vinícius Vígolo (De Negri, 2021). Bajo esta premisa, se desarrolló el subsistema mecánico de la silla con el modelamiento en 3D de los componentes mecánicos con su respectivo análisis dimensiona de esfuerzos y deformación para corroborar la admisibilidad mecánica de la estructura de la silla. Además, se realizó la selección de los componentes de actuación. Posteriormente, se desarrolló el subsistema eléctrico/electrónico y de control de la silla, donde se continuó con la selección de los componentes electrónicos (sensores, comunicación Wifi, controlador y fuente de energía) y sus respectivos diagramas esquemáticos. Luego, se diseñó el diagrama de flujo y lógica de funcionamiento de la silla, así como el diseño de la interfaz manual y remota de la silla a través de un prototipo de una aplicación móvil. Finalmente, se presenta el dispositivo general, planos mecánicos de ensamble y despiece, así como los planos de estimación de costos de fabricación.Item Extremidades robóticas supernumerarias para asistencia en actividades de cocina en restaurantes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-12) Oshiro Kohashikawa, Bruno Gonzalo; Mio Zaldivar, Renato AlonsoSe sabe que en un restaurante uno de los factores más importantes es el tiempo, tanto para la preparación de los alimentos como la atención a los clientes. En particular, para ayudar a los cocineros a reducir sus tiempos en la cocina se busca el desarrollo de un sistema que realice tareas simples y/o repetitivas en lugar de ellos. Por ello, en este documento se presenta el diseño de un sistema que utiliza extremidades robóticas supernumerarias (supernumerary robotic limbs, SRLs por sus siglas en inglés) con la intención de ayudar a los cocineros a reducir sus tiempos en la cocina. El sistema fue diseñado para ayudar en las tareas de mover la cuchara en la olla y secar los platos. Se utilizó la metodología del libro “Design Methodology for Mechatronic Systems: An Approach Using Function/Means Tree and Channel/Agency Net” para el diseño conceptual, diseño mecánico, diseño eléctrico-electrónico y diseño del sistema de control. El sistema SRLs está compuesto por una interfaz mecánica que se coloca alrededor de la cintura y permite unir dos brazos de 5 GDL cada uno al cuerpo de la persona. Los brazos y partes del soporte de cintura son fabricados de nylon. Los efectores finales de cada brazo son gripper robóticos de tres dedos, a los cuales se les ha colocado sensores de fuerza resistivos en los dedos para medir la fuerza con la que se toman los objetos. Las SRLs son impulsadas por servomotores Dynamixel y una batería de ion de litio se encarga de su alimentación. El movimiento del sistema se da siguiendo una trayectoria que el usuario grabará previamente utilizando una aplicación de Smartphone que se conecta con las SRLs mediante bluetooth y moviendo físicamente las SRLs por la trayectoria deseada. Asimismo, el usuario controla el movimiento de las SRLs con una combinación de movimientos del pie y botones e interruptores ubicados sobre la interfaz mecánica. Los movimientos del pie son medidos por un sensor inercial ubicado sobre el empeine. El diseño planteado en esta tesis se enfoca en una aplicación novedosa de la tecnología SRL y presenta una herramienta con potencial para reducir los tiempos de cocina del usuario. Para un trabajo futuro, se deben considerar características como la versatilidad para realizar más actividades o la autonomía del sistema para no depender enteramente de los comandos del usuario. Las SRLs pueden ser de gran ayuda no solo en el ámbito de la cocina, sino en muchos más sectores.Item Sistema ciberfísico de toma de muestras y monitoreo de agua de ríos cerca a campamentos mineros(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-21) Paredes Olivera, Cristian Guillermo; Santos Lopez, Felix MelchorLa industria minera peruana se destaca a nivel global debido a su extracción diversificada de minerales. Sin embargo, este proceso engendra la producción de desechos que se descargan en ríos y cuencas cercanas, lo que insta la necesidad de supervisar estos vertimientos para garantizar el cumplimiento de los límites establecidos. En la actualidad, este monitoreo se lleva a cabo en persona, pero esta aproximación resulta ineficiente debido a las extensas distancias entre las instalaciones mineras y los cuerpos de agua, además de la variabilidad en las propiedades del líquido a lo largo del tiempo. El objetivo es instaurar un sistema en las inmediaciones de un río capaz de recoger y analizar muestras de agua para verificar su conformidad con los límites autorizados por el Ministerio del Ambiente (MINAM). Este sistema se distingue por proporcionar muestras confiables al personal regulador, alertándolos ante posibles indicios de contaminación en el efluente, a la vez que ofrece un monitoreo en tiempo real. Dado su emplazamiento en zonas rurales, el sistema debe funcionar de manera autosustentable energéticamente. En conclusión, la propuesta de investigación se enfoca en la concepción de un sistema ciberfísico con aptitud para la toma de muestras del afluente y la implementación de un dispositivo de análisis para evaluar la contaminación de las muestras. Además, el sistema aprovecha la energía proveniente de los rayos solares y la del viento como fuente principal para garantizar su autosuficiencia energética. Este diseño se integra con una solución basada en Internet de las cosas (IoT) que facilita el seguimiento de los parámetros recolectados, los cuales se presentan al usuario a través de una plataforma web. El sistema en la nube ha sido sometido a pruebas y se ha desarrollado un prototipo para simular su funcionamiento.Item Sistema integrado de monitoreo para seguro vehicular en autos particulares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-09-05) Agapito Montero, Luis Alejandro; Arce Cigüeñas, Diego MartinLos seguros vehiculares se han convertido en un tema muy relevante en ciudades como Lima. Esto se debe a la gran cantidad de accidentes existentes (Perú 21, 2019)., que se agudiza por la excesiva congestión de carros (El Comercio, 2019), que se presenta sobre todo en horas punta, por el mal estado vehicular y la conducción imprudente de los conductores en muchos casos. Sin embargo, según un estudio de Bankrate, el uso real del seguro vehicular por temas graves como choques, que es uno de los accidentes más comunes, es en promedio de solo 5.8 veces cada 100 años (Bankrate, 2022). Por este motivo, esta tesis expone el diseño de un dispositivo que monitoree los factores de riesgo más comunes dentro de un modelo de seguro vehicular basado en su forma de manejo. Este se instalará en la parte interna delantera de los carros asegurados. Asimismo, registrará en tiempo cercano al real los cambios de velocidad excesivos y si este se desplaza en lugares y tiempos riesgosos, como en las horas punta, y el kilometraje del carro de manera mensual. Esto brindará un reporte que tanto el asegurado como la aseguradora podrán visualizar para monitorear su nivel de riesgo. Este dispositivo beneficia 3 frentes principales. Primero, esto ayudaría a la sociedad buscando promover una conducción más responsable, ya que reducir entre un 12% y un 15% los siniestros vehiculares (Litman, 2022). Segundo, apoyaría al asegurado en reduciendo la prima de su seguro que pagaría. Tercero, contribuiría con la aseguradora en la reducción de sus costos con estos clientes, puesto que serían menos propensos a accidentes más graves y por lo cual causando un costo menor a la empresa.Item Diseño de un electrogoniómetro para medir los ángulos de flexo-extensión y prono-supinación del codo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-24) Félix Ruiz, Javier Antonio; Elías Giordano, Dante ÁngelLa rigidez en el codo puede provenir de lesiones traumáticas y luxaciones, para su tratamiento se realizan diferentes tipos de terapias y ejercicios que paulatinamente van aumento el rango de movimiento, en cada sesión es importante medir el progreso del paciente debido a que, si se terminan las terapias sin lograr un rango completo de movimiento, las posibilidades de tener contracturas al flexionar el codo aumentan. Es por esa razón, que en la presente tesis se ha desarrollado un electrogoniómetro para medir los ángulos de flexo-extensión y prono-supinación del codo. Una de las características más importantes es que permite obtener valores con una precisión de +- 1°, y adicionalmente al tener un dispositivo que permite almacenar los valores leídos, se puede usar en el área de la ciencia para realizar estudios en las acciones que se realizan en los diferentes deportes y así poder evitar lesiones. El diseño fue realizado utilizando las metodologías según las normas VDI 2206 y VDI 2221, para ello se realizó un estudio de la problemática actual referente al uso del goniómetro universal, y además se compararon las diferentes tecnologías que existen para medir ángulos. A partir de la información obtenida se obtuvieron diferentes conceptos de solución, en el cual el ganador fue escogido a través una evaluación técnica-económica. En el diseño final se realizaron una serie de consideraciones como la selección de componentes, los materiales a usar, el dimensionamiento de las piezas que protegerán los componentes internos, entre otros, estas consideraciones permitieron llegar al diseño propuesto. Finalmente, se realizó una estimación de los costos involucrados en el desarrollo del dispositivo, se consideró los costos de manufactura, ensamblado, y para las piezas se consideró el costo de importación, sumando cada uno de los subtotales se obtiene que el costo estimado del dispositivo es de S/. 800.00 aproximadamente.Item Diseño de una estación remota para el alojamiento adecuado, adquisición y transmisión a distancia de datos de un acelerómetro sísmico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-21) Álvarez Olarte, Germain Keith; Heraud Pérez, Jorge ArturoEn los albores de la humanidad, los movimientos telúricos tuvieron especial atención al ser incomprendidos e, incluso, interpretados como castigo divino. Con el paso del tiempo, científicos se han dedicado a la detección y ubicación de los sismos. Eventualmente, las causas de los mismos pasaron a ser de mayor interés, debido a que, al entender las causas, comportamientos y su relación con otros fenómenos de los sismos, se espera definir métodos de predecirlos eventualmente. Los precursores son fenómenos de naturaleza electromagnética, que ocurren antes de los sismos debido a la presión ejercida por las placas terrestres entre sí. Estos han llegado a ser importantes objetos de estudio en la investigación de métodos para la predicción de sismos como lo es en el caso del Instituto de Radioastronomía de la Pontificia Universidad Católica del Perú (INRAS-PUCP) que actualmente se encuentra investigando la Física de la generación de señales electromagnéticas en la litósfera y desarrollando un sistema de predicción basado en ciertos tipos de precursores electromagnéticos. La razón de ser de la presente tesis surgió a la necesidad del INRAS de instalar un medidor de desplazamiento, caso diferente a los magnetómetros normalmente usados, para investigar y confirmar si alguna relación existe entre desplazamientos de muy baja frecuencia y la aparición de pulsos electromagnéticos precursores de sismos. El desarrollar esta estación remota es una oportunidad para poner en práctica el control de sistemas remotos, diseño de sistemas reguladores de temperatura y manejo energético. Por otro lado, al acomodarse de manera adecuada en los proyectos del INRAS, se hace un aporte en un proyecto mucho mayor el cual pretende, como objetivo final, salvar vidas y minimizar desastres tan impredecibles como lo son los sismos. La presente tesis tiene por objetivo el diseño de una estación remota para el alojamiento y adquisición de datos de un medidor de desplazamiento sísmico, además la transmisión de dichos datos a distancia. Para ello el presente documento se organiza en cuatro capítulos. En el primer capítulo se presenta la problemática donde se menciona la razón de ser del proyecto, los objetivos principales, específicos y el estado de arte actual, además de una breve introducción teórica a la sismología. El segundo capítulo trata acerca del entorno en el cual se desplegará el proyecto, las propuestas de solución inicialmente concebidas y los requerimientos del sistema. El tercer capítulo se presentan las propuestas iniciales que se diseñaron y luego el diseño definitivo en el cual se habrá de basar la estación, así como una comparación cualitativa y cuantitativa con, las antes mencionadas, propuestas iniciales. En el cuarto capítulo se desarrolla de diseño del sistema mecatrónico en sí, en el que se incluyen los subsistemas que componen el proyecto, los componentes electrónicos y mecánicos, los diversos cálculos requeridos para el dimensionamiento de los componentes internos, la programación requerida para los algoritmos de control y los diversos costos del proyecto. Finalmente, se presentan las diversas conclusiones a las que se llegó durante el desarrollo del proyecto.