AgroCableBot: Robot paralelo impulsado por cables reconfigurable para la automatización de invernaderos o agricultura urbana
Autores: García-Vanegas, Andrés; García-Bonilla, María J.; Forero, Manuel G.; Castillo-García, Fernando J.; Gonzalez-Rodriguez, Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
AgroCableBot: Robot paralelo impulsado por cables reconfigurable para la automatización de invernaderos o agricultura urbana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Producción de cultivos
Robot paralelo accionado por cable
Invernadero
Jardín urbano
Efector final
Análisis cinemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se presenta un Robot Paralelo de Cable Desarrollado para automatizar tareas repetitivas y esenciales en la producción de cultivos en entornos de invernadero y jardines urbanos. El robot tiene una configuración suspendida con cinco grados de libertad, compuesto por una plataforma fija (estructura) y una plataforma móvil conocida como el efector final. Para generar sus movimientos y operaciones, se utilizan ocho cables, que se mueven a través de ocho sistemas de poleas y son controlados por cuatro cabrestantes. Además, el robot está equipado con un semillero que alberga plantas en macetas. A diferencia de los robots de cable suspendidos convencionales, este robot incorpora cuatro sistemas de poleas móviles en la estructura, lo que aumenta significativamente su espacio de trabajo. El desarrollo de este tipo de robot requiere un control preciso de la pose del efector final, que incluye tanto la posición como la orientación de la extremidad del robot. Para lograr este control, se realiza un análisis en dos aspectos fundamentales: análisis cinemático y análisis dinámico. Además, se lleva a cabo un análisis del espacio de trabajo efectivo del robot, teniendo en cuenta la distribución de tensiones en los cables. El objetivo de este análisis es verificar el aumento del área de trabajo, que es útil para cubrir una mayor área de cultivo. El robot ha sido validado a través de simulaciones, donde se presentan posibles trayectorias que el robot podría seguir dependiendo de las tareas a realizar en el cultivo. Este trabajo apoya la viabilidad de utilizar este tipo de sistemas robóticos para automatizar procesos agrícolas específicos, como la siembra, el riego y la inspección de cultivos. Esta contribución tiene como objetivo mejorar la calidad de los cultivos, reducir el consumo de recursos críticos como el agua y los fertilizantes, y establecerlos como herramientas tecnológicas en el campo de la agricultura moderna.
Descripción
En este documento, se presenta un Robot Paralelo de Cable Desarrollado para automatizar tareas repetitivas y esenciales en la producción de cultivos en entornos de invernadero y jardines urbanos. El robot tiene una configuración suspendida con cinco grados de libertad, compuesto por una plataforma fija (estructura) y una plataforma móvil conocida como el efector final. Para generar sus movimientos y operaciones, se utilizan ocho cables, que se mueven a través de ocho sistemas de poleas y son controlados por cuatro cabrestantes. Además, el robot está equipado con un semillero que alberga plantas en macetas. A diferencia de los robots de cable suspendidos convencionales, este robot incorpora cuatro sistemas de poleas móviles en la estructura, lo que aumenta significativamente su espacio de trabajo. El desarrollo de este tipo de robot requiere un control preciso de la pose del efector final, que incluye tanto la posición como la orientación de la extremidad del robot. Para lograr este control, se realiza un análisis en dos aspectos fundamentales: análisis cinemático y análisis dinámico. Además, se lleva a cabo un análisis del espacio de trabajo efectivo del robot, teniendo en cuenta la distribución de tensiones en los cables. El objetivo de este análisis es verificar el aumento del área de trabajo, que es útil para cubrir una mayor área de cultivo. El robot ha sido validado a través de simulaciones, donde se presentan posibles trayectorias que el robot podría seguir dependiendo de las tareas a realizar en el cultivo. Este trabajo apoya la viabilidad de utilizar este tipo de sistemas robóticos para automatizar procesos agrícolas específicos, como la siembra, el riego y la inspección de cultivos. Esta contribución tiene como objetivo mejorar la calidad de los cultivos, reducir el consumo de recursos críticos como el agua y los fertilizantes, y establecerlos como herramientas tecnológicas en el campo de la agricultura moderna.