Robot explorador con un sistema electrónico modular para arqueología

Abstract

Esta tesis presenta una propuesta para el desarrollo de un móvil con un sistema electrónico modular que permita el acoplamiento de otros sub-sistemas y la ejecución de diferentes funciones y que además será controlado remotamente por un usuario, quien obtendrá información del medio a través del robot. El diseño de este móvil es requerido por el grupo de investigación de Ingeniería Civil, quiénes necesitan de un intermediario, en este caso, el robot, para acceder a los túneles subterráneos de la Huaca de la Luna y recolectar bloques de adobe. En este documento, se detalla el problema existente en la recolección de los bloques de adobe de la Huaca de la Luna debido a las zonas inseguras de difícil acceso y el inconveniente por el constante rediseño de los robots de exploración debido a su inadaptabilidad al terreno al que se enfrentan. Además, se analizan los principales robots de exploración, cuyas funciones varían entre la toma de fotografías y video para zonas como túneles angostos, de estructuras inestables o de ambientes tóxicos no aptos para el ser humano. Sin embargo, todos tienen como común denominador el brindar seguridad a las personas y servir como intermediarios entre el medio y el usuario. Para el diseño del móvil, se han tenido en cuenta los requerimientos físico-mecánicos limitados por las dimensiones del túnel y las características de los bloques de adobe; y los requerimientos electrónicos y de control que permita una comunicación estándar entre el móvil y el usuario que lo controla. Por su parte, el sistema electrónico modular le otorga la posibilidad de realizar diferentes funciones de acuerdo a los mecanismos que se acoplen. Además, se definieron las principales funciones del robot: movilidad en el terreno, control remoto del móvil, observación del medio mediante una cámara de video, recopilación de información a través de los sensores, recolección de muestras mediante los mecanismos a implementar y comunicación entre el móvil y el usuario. Asimismo, este trabajo detalla la estructuración e integración de los subsistemas involucrados (mecánico, electrónico, control, comunicación) y de los componentes seleccionados. Todos necesarios para lograr el diseño de un robot móvil de 60kg que puede movilizarse a una distancia máxima de 300 metros a una velocidad entre 13cm/s y 15cm/s capaz de cargar los bloques de adobe de 16kg y acoplar un mecanismo auxiliar de 10kg.