Control de Trayectoria lineal del Robot pez bioinspirado en un atún con BCF

Diego Ramiro Ñacato-Estrella, Fausto Ramiro Cabrera-Aguayo, Vanessa Carolina Dumancela-Aguirre, Carlos Ignacio Moncayo-Puga, Adriana Vanessa Chicaiza Zambrano

Resumen


Este estudio presenta el diseño del sistema eléctrico y de control de un pez robótico,  autónomo, capaz de navegar, manteniendo una profundidad y conducta similar a la de los peces reales, tanto en la forma de propulsión como en la rotación del pez al nadar. A estos efectos, se consideraron dos grados, con el fin de que el diseño pudiera tener un desplazamiento BCF del modo uniforme. Se consideró que la cabeza del robot bioinspirado estaba fija, aplicando así el análisis cinemático solo al cuerpo. Para solucionar la cinemática directa se seleccionó el algoritmo de Denavit Hartenberg (DH). De esto se obtuvo una matriz de transformación, se calcularon los ángulos de articulación, se hizo un diseño electrónico por módulos de robótica y control, se resolvió la cinemática inferencial, se hizo análisis hidrodinámico y cálculo de potencialidad de flotación del pez. Se diseñó y probó procesos natatorio del prototipo. Se comprobó el correcto envió de datos por parte el MPU 6050 al teléfono y la aplicación además la manera en que reciben las señales del mismo los motores. Entre las conclusiones más relevantes destaca lo siguiente: Se diseñó e implementó un robot bioinspirado con la morfología de un pez atún, con dos grados de libertad, usando para estos dos micro servomotores sg90 impermeabilizados, un sistema de control con comunicación vía bluetooth, logrando así el desplazamiento deseado del robot, un desplazamiento uniforme propio del pez atún.


Palabras clave


Robótica bioinspirada; cinemática; prototipo electrónico; desplazamiento BCF; pez atún.

Texto completo:

PDF HTML XML

Referencias


Arakeri, (2009) “Fluid mechanics of fish swimming,” Resonance, vol. 14, no. 1, pp. 32–46, 2009.

Astessiano, D., Romero, P. & Sensale, B., (2008) “Universidad de la República, Facultad de Ingeniería PROYECTO PEZ ROBOT,” pp. 1–98, 2008.

Cabrera, R., Santacruz, F. y Veloz, D. (2018 “Bio-inspired fish robot with Body and Caudal Fin Locomotion Subcaringiforme operated remotely using Bluetooth technology.,” Investigar, 2018.

Drucker, E., and Jensen, J. (1997) “Kinematic and electromyographic analysis of steady pectoral fin swimming in the surfperches,” J. Exp. Biol., vol. 200, no. Pt 12, pp. 1709–1723, 1997.

Fierro, H., Gómez Espinosa, F. R., Gío-Argáez, & B. Buitrón, (2004) “Los que se niegan a desaparecer,” Ciencia, pp. 17–23, 2004.

Gilbert, D. (2004) “Quantitative Characterization of Three-Dimensional Pectoral Fin Lepomis macrochirus,” Murj, vol. 10, pp. 59–64, 2004.

Izaguirre, E., Hernández, L., Rubio, E., Prieto, P., & Urquijo, O. (2011) “Análisis cinemático y control articular aplicado a simulador de movimiento de estructura paralela,” Rielac, vol. Vol.XXXII, pp. 1–12, 2011.

Lauder, G. (2011) “Swimming hydrodynamics: Ten questions and the technical approaches needed to resolve them,” Exp. Fluids, vol. 51, no. 1, pp. 23–35, 2011.

Nguyen, Q., Heo, S., Park, H., & nd Byun, D. (2009) “Thrust improvement of an fish robot actuated by compressed unimorph piezoelectric composite actuator,” 2009 IEEE Int. Conf. Robot. Biomimetics, ROBIO 2009, pp. 1603–1608, 2009

Parra, M. (2016). “Diseño, Construcción y Evaluación de un Robot Cartesiano XYZ Electroneumático” p. 136, 2016.

Pedro, P., Guimarães1, (2016) «IEEE Xplore,» 3Marzo 2016. [En línea]. Available: https://sci-hub.tw/10.1109/LARS-SBR.2016.17.

Puglisi, I. Carrera, & Pedro, C. (2014) “Robótica Submarina: Conceptos, Elementos, Modelado y Control.,” vol. 11, pp. 3–19, 2014.

Ruiz, V. “Peces (2007) "Generalidades sobre la biología clasificación " PECES: Generalidades sobre su biología y su clasificación" pp 260-300, 2007.

Standen, E., & Lauder, G. (2005) “Dorsal and anal fin function in bluegill sunfish Lepomis macrochirus : three-dimensional kinematics during propulsion and maneuvering,” pp. 2753–2763, 2005.

Taft, N., Lauder, G., & Madden, P. (2008) “Functional regionalization of the pectoral fin of the benthic longhorn sculpin during station holding and swimming,” J. Zool., vol. 276, no. 2, pp. 159–167, 2008.

Universidad Politécnica de Madrid (2009) Biblioteca Universitaria,” p. 2009, 2009.

USFQ, (2012) “Un Tesoro Por Explorar,” 2012.




DOI: http://dx.doi.org/10.23857/dc.v7i3.2073

Métricas del Artículos

Cargando Métricas.....

Metrics powered by MI WEB PRO

Enlaces de Referencia

  • Por el momento, no existen enlaces de referencia


Copyright (c) 2021 Diego Ramiro Ñacato-Estrella, Fausto Ramiro Cabrera-Aguayo, Vanessa Carolina Dumancela-Aguirre, Carlos Ignacio Moncayo-Puga, Adriana Vanessa Chicaiza Zambrano

URL de la Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

Polo de Capacitación, Investigación y Publicación (POCAIP)

Dirección: Ciudadela El Palmar, II Etapa,  Manta - Manabí - Ecuador.

Código Postal: 130801

Teléfonos: 056051775/0991871420

Email: [email protected]

URL: https://www.dominiodelasciencias.com/

DOI: https://doi.org/10.23857/pocaip