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Diseño e Implementación de un Robot Agrícola Versátil: Un Sistema de Manipulador Vehicular para una Multitarea Eficiente en Operaciones Agrícolas

Autores: Kumar, Sandeep; Mohan, Santhakumar; Skitova, Valeria

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Diseño e Implementación de un Robot Agrícola Versátil: Un Sistema de Manipulador Vehicular para una Multitarea Eficiente en Operaciones Agrícolas


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Diseño
Plataforma móvil
Manipulador
Proceso agrícola
Simulación
Control
Fabricación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta un diseño detallado de una plataforma móvil de dirección deslizante con cuatro ruedas, junto con un manipulador cartesiano en serie (PPP). El objetivo de este diseño es permitir que la plataforma realice diversas tareas en el proceso agrícola. El manipulador paralelo diseñado puede manejar materiales pesados en el campo agrícola. Se llevó a cabo un escenario experimental de cosecha robótica utilizando efectores finales basados en manipuladores paralelos para manejar frutas pesadas como sandías o melones. El diseño conceptual y de componentes de los diferentes modelos se realizó utilizando el paquete de modelado Solidworks. Se utilizaron especificaciones de diseño y valores paramétricos durante la etapa de fabricación. El manipulador móvil fue simulado en perfiles de terreno ondulados utilizando el software ADAMS. La simulación se analizó durante una duración de 15 s, y se evaluaron gráficos que representaban la distancia, velocidad y aceleración a lo largo del tiempo. Se aplicaron control proporcional derivado y control de superficie deslizante convencional similar al proporcional derivado al modelo, y se analizaron los resultados para evaluar el error en relación con las variables de entrada y deseadas. Además, se realizó un análisis estructural para garantizar una deformación mínima y el mayor factor de seguridad para el eje de la rueda y el grosor del soporte en L. A lo largo de la fabricación y el desarrollo del prototipo, se realizaron pruebas de calibración en varias etapas de montaje del marco en los ejes X, Y y Z. El objetivo era minimizar la desviación lateral y longitudinal entre los rieles de movimiento lineal paralelo (LM). Una vez completada la fabricación y construcción del prototipo, se llevaron a cabo pruebas de campo. Todos los movimientos mecánicos en las direcciones lateral y longitudinal funcionaron de acuerdo con los comandos deseados dados por el Arduino Mega, controlado a través de un controlador de radiofrecuencia (RF) de seis canales. En el contexto de la agricultura, los grippers que utilizan mecanismos paralelos también fueron sometidos a pruebas, demostrando su capacidad para manejar frutas o verduras cilíndricas y esféricas de gran tamaño, así como otros objetos relevantes.

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