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Dissertations / Theses on the topic 'Actuadores'
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1
Rivera, Medina Ricardo José. "Análisis teórico experimental sobre sincronización de actuadores oleohidráulicos." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2004. http://hdl.handle.net/10803/6732.
Full textAbstract:
El desarrollo de esta tesis se centra en el estudio del sincronizado de actuadores lineales oleohidráulicos mediante válvulas divisoras de caudal.La mayoría de los estudios dedicados al análisis del comportamiento dinámico de una válvula divisora plantean las ecuaciones de estado (sistema de ecuaciones diferenciales no lineales) y las integran aplicando un método clásico de integración, tal como, Runge-Kutta. Otros utilizan programas comerciales de simulación, tales como el Bathfp, Simulink, etc. En cualquier caso, el objetivo de todos ellos es demostrar la viabilidad de determinados métodos y códigos para la modelización. En ninguno de ellos se profundiza en la evaluación de parámetros o variables de diseño.
Acorde con todo lo anterior, los objetivos básicos de esta tesis se han centrado en la simulación mediante bond graph del comportamiento dinámico de las válvulas divisoras de caudal de doble funcionalidad con sistema antibloqueo al final de carrera de los actuadores, atendiendo al estudio de la influencia de las variables de diseño más importantes.
Con esta metodología, se dispuso de una valiosa herramienta para simular, evaluar, predecir y plantear nuevos diseños de válvulas divisoras de caudal.
Para la explotación sistemática de los modelos propuestos ha sido necesario desarrollar toda una serie de actividades experimentales con la finalidad de validarlos.
Las conclusiones más destacadas son:
La disposición de orificios en serie es la mejor configuración posible para el diseño de las válvulas divisoras/integradoras de caudal.
El modelo de simulación desarrollado para la válvula divisora de caudal permite contemplar en un solo bond graph los dos modos de funcionamiento (unidad divisora/integradora), acoplable como submodelo a cualquier modelo jerárquicamente superior que represente un circuito real.
Para valorar la precisión de las válvulas divisoras/integradoras de caudal se requiere considerar dos aspectos: el comportamiento dinámico del compensador de carga y el papel de las tolerancias de fabricación de las piezas con movimiento relativo, no solo en valor absoluto, sino también en valor relativo, es decir, nivel de simetría real del prototipo una vez fabricado.
El dimensionado de los orificios principales fijos (chicles) definen el caudal nominal de la válvula, o rango útil de caudales. El nivel de precisión es directamente proporcional a la sección efectiva de estos chicles. Sin embargo reducir estas secciones impide mantener una aceptable caída de presión dentro del intervalo de caudales para el cual ha sido diseñada la válvula.
El nivel de precisión es inversamente proporcional al cuadrado del diámetro de la corredera del compensador de carga, y se ve afectado ligeramente por el tamaño de los orificios de amortiguación.
Para cargas simétricas, si el nivel de fugas es idéntico en ambas ramas, se produce un error de división de caudal nulo. Y el error absoluto entre desplazamientos de los cilindros, también, es nulo.
Si los niveles de fugas son significativos y diferentes en ambas ramas, el error de división de caudal es apreciable y en consecuencia, el error absoluto entre desplazamientos de los actuadores aumenta con el tiempo.
Para cargas asimétricas, si el nivel de fugas es idéntico en ambas ramas el error de división de caudal se compensa al cabo de un tiempo, y el error absoluto entre desplazamientos de los cilindros se mantiene constante (error caudal), una vez compensado el error de división de caudal. Sin embargo, la magnitud del error absoluto entre desplazamientos es proporcional al nivel de las fugas.
Si el nivel de fugas es diferente en ambas ramas, el error de división de caudal tiende a compensarse, pero la influencia de la magnitud de las fugas en combinación con el estado de las cargas puede favorecer o desfavorecer el error absoluto de desplazamientos de los cilindros.
The development of this thesis is centered on the study of synchronization of hydraulic linear actuators by means of proportional flow divider-combiner valves.
Most of the studies dedicated to the analysis of the dynamic behaviour of a flow divider valve raise the equations of state (system of nonlinear differential equations) and integrate them by applying a classic method of integration, such as, Runge-Kutta. Others use commercial simulation programs, such as the Bathfp, Simulink, etc. Even though the objective of all of them is to demonstrate the viability of certain methods and codes for their modelling, none of them deepen the evaluation of parameters or design variables.
In agreement with the above, the basic objectives of this thesis have been centered on the simulation by means of the Bond graph method, of the dynamic behaviour of the flow divider-combiner valves of double functionality with system antiblockade at the end of the stroke of the actuators.
With this methodology, it was a valuable tool to simulate, evaluate, predict and raise new designs for flow divider valves.
For the systematic operation of the proposed models it has been necessary to develop a series of experimental activities with the purpose of validating them. The most outstanding conclusions are:
The disposition of orifices in series is the best possible configuration for the design of the flow divider-combiner valves.
The simulation model developed for the flow divider-combiner valve allows the analysis in a single Bond graph of both ways of operation (divider-combiner unit). It can be connected as a submodel to any hierarchically superior model that represents a real circuit.
In order to value the precision of the flow divider-combiner valve it is necessary to consider two aspects: the dynamic behaviour of the load compensator and the influence of the manufacturing tolerances of the pieces with relative movement. However, both the single movements in absolute and relative valves must be considered.
The sizing of the fixed primary holes defines the nominal flow rate of the valve, or the useful range of flows. The level of precision is directly proportional to the effective section of these holes. Nevertheless, reducing these sections prevents an acceptable drop in pressure within the interval of flow rate for which the valve has been designed.
The level of precision is inversely proportional to the square of the diameter of the track of the load compensator, and it is affected slightly by the size of the damping orifices.
For symmetrical loads, if the level of leakage is identical in both directions, a division error of zero flow takes place. The absolute error between displacements of the cylinders is also zero.
If the leakage levels are significant and different in both directions, the flow error of the flow division is considerable and consequently, the absolute error between displacements of the actuators increases with time.
For asymmetric loads, if the level of leakage is identical in both directions, the flow division error is compensated after a time and the absolute error between displacements of the cylinders stays constant (error of great flow), once flow division error is compensated. Nevertheless, the magnitude of the absolute error between displacements is proportional to the level of the leakage.
If the level of leakage is different in both directions, the flow division error tends to be compensated, but the influence of the magnitude of the leakage in combination with the state of the loads can favour or work against the absolute error of displacements of the cylinders.
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Algar, Espejo Antonio. "Amortiguación de final de carrera de actuadores hidráulicos." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2021. http://hdl.handle.net/10803/671524.
Full textAbstract:
The internal cushioning systems of hydraulic linear actuators, of special interest in mobile machinery, pursue to avoid mechanical shocks at their end of stroke. The design where the piston, with perimeter grooves, regulates the flow by standing in front of the outlet port has not been studied in depth until now. Consequently, the operating fundamentals, influencing factors and optimization of these cushioning designs have been investigated.
First, a dynamic model has been developed using the bond graph technique that integrates the mechanical equations of the actuator, the hydraulic circuit and the flow through the studied internal cushion design. This considers the evolution of internal flow during cushioning, characterized in detail by fluid-dynamic simulation. This CFD model has been validated experimentally for its refinement and well-founded determination of discharge coefficients. Subsequently, the complete dynamics of the actuator and, in particular, the radial movement of the piston are experimentally studied by means of the difficult installation of a sophisticated displacement sensor. Finally, the experimental observations and the fluid-dynamic coefficients are integrated into the dynamic model; ultimately, the model aims to predict the experimental behavior of the cushioning during the movement of the arm of an excavator.
The radial movement of the observed piston turns it into an active and adjusting element that is essential in cushioning. This radial movement in coherence with the significant drag force estimated in the CFD simulation, generated by the flow through the grooves, where the laminar flow regime predominates. Analytical models are suitable for predicting the behavior of the cushioning system, observing results comparable to those experimentally obtained . There is an optimal behavior, highly influenced by the mechanical stress conditions of the system, subject to a compromise between an increasing section of the grooves and an optimization of the radial gap.
In addition, given the difficult direct measurement of the radial movement of the piston, an indirect measurement method has been evaluated using low-cost accelerometers. Thus, a bond graph simulation model predicts the results of the double integration of acceleration, observed experimentally. Influenced by the diverse nature of the existing movements, the severe propagation of measurement errors makes indirect measurement of piston radial motion inadequate.Los sistemas internos de amortiguación de actuadores lineales hidráulicos, de especial interés en maquinaria móvil, buscan evitar choques mecánicos en sus finales de carrera. El diseño donde el pistón, dispuesto con ranuras perimetrales, regula el flujo al interponerse frente al puerto de salida no ha sido estudiado en profundidad hasta ahora. En consecuencia, se han investigado las bases de funcionamiento, los factores de influencia y la optimización de estos diseños de amortiguación. Primeramente, se ha desarrollado un modelo dinámico mediante la técnica bond graph que integra las ecuaciones mecánicas propias del actuador, del circuito hidráulico y del flujo a través del amortiguador interno estudiado. Éste considera la evolución del flujo interno durante la amortiguación, caracterizada detalladamente mediante simulación fluido-dinámica. Este modelo CFD ha sido validado experimentalmente para su refinamiento y la determinación fundada de los coeficientes de descarga. Seguidamente, se estudia experimentalmente la dinámica completa del actuador y, en especial, el movimiento radial del pistón mediante la difícil instalación de un sofisticado sensor de desplazamiento. Finalmente, las observaciones experimentales y los coeficientes fluido-dinámicos se integran en el modelo dinámico; éste pretende, en última instancia, prever el comportamiento experimental de la amortiguación del actuador durante el movimiento del brazo de una retroexcavadora. El movimiento radial del pistón observado convierte éste en un elemento activo fundamental en la amortiguación. Este movimiento radial es coherente con la significativa fuerza de empuje estimada en la simulación CFD, generada por el flujo a través de las ranuras, donde predomina el régimen laminar. Los modelos analíticos se muestran adecuados para la predicción del comportamiento del sistema de amortiguación, observándose resultados comparables a los obtenidos experimentalmente. Existe un comportamiento óptimo, influenciado en gran medida por las condiciones de solicitación mecánica del sistema, sujeto a un compromiso entre una sección creciente de las ranuras y una optimización del espacio radial. Complementariamente, dada la complicada medida directa del movimiento radial del pistón, se ha evaluado la medida indirecta mediante acelerómetros de bajo coste. Así, un modelo de simulación bond graph predice los resultados de la doble integración de la aceleración, observados experimentalmente. Influenciada por la diversa naturaleza de los movimientos presentes, la severa propagación de los errores de medida hace inadecuada la medida indirecta del movimiento radial del pistón.
3
Mar, Pedro Miguel Capinha Germano do. "Sensores e actuadores sem fios para ambientes habitacionais." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2011. http://hdl.handle.net/10773/8827.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia de Electrónica e TelecomunicaçõesO presente documento descreve os trabalhos de investigação e desenvolvimento de um sistema de sensores e actuadores, cujos principais objectivos assentam na monitorização de pessoas e no auxílio às populações idosas ou com limitações funcionais, em ambientes habitacionais, laboratoriais ou hospitalares. Assim, neste documento descrevem-se inicialmente o projecto “Living Usability Lab” e o “Sistema B-Live Wireless”, ambos relacionados com o apoio à população idosa e com limitações funcionais, analisam-se alguns sistemas respeitantes a esta mesma temática e, por fim, documenta-se o desenvolvimento efectuado, nomeadamente os sensores e actuadores a utilizar.
This document describes the research and development of a sensor/actuator system, whose main goals are monitoring people behavior and health, besides helping elderly and impaired populations performing everyday tasks, both in their homes or in hospital/laboratory facilities. The “Living Usability Lab” project and the “B-Live Wireless” system are described in the first sections due to their common goal: helping elderly and impaired populations. Although the work is focused on the requirements of these endeavors, several other systems are also studied. The development of sensors, actuators and associated hardware is also presented with focus on their architecture and operation.
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Lindeza, Tiago João Gonçalves. "Concepção, integração e avaliação de sensores e actuadores numa WSAN." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2013. http://hdl.handle.net/10773/10707.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesOs avanços tecnológicos das últimas décadas na área da medicina potenciaram a diminuição da taxa de mortalidade e o aumento da esperança média de vida, traduzindo-se num aumento da população idosa. No entanto, esta tendência não tem sido acompanhada de igual progresso ao nível da qualidade de vida desta população. A escassez de recursos dos serviços de apoio social a par do aumento da população idosa são condicionantes que colocam uma pressão forte sobre o funcionamento destas instituições. É neste contexto que surge o projecto Living Usability Lab que, utilizando os mais recentes desenvolvimentos tecnológicos, permitirá criar um ambiente habitacional propício a auxiliar pessoas idosas a manter um estilo de vida activo e autónomo. O sistema de domótica habitacional B-Live Wireless da empresa Micro I/O é um dos sistemas desenvolvidos durante o projecto Living Usability Lab, tendo como objectivo a criação de uma rede local de sensores e actuadores semfios que permita a automação de habitações e a criação de mecanismos de apoio em caso de emergência. Esta dissertação endereça o projecto, prototipagem e integração de um conjunto alargado de sensores e actuadores, com vista à sua utilização no Laboratório de Gerontologia da Escola Superior de Saúde da Universidade de Aveiro, ao abrigo do projecto Living Usability Lab.
The advances in medicine of the last decades have fuelled a significant decrease in the population´s mortality and increase in life expectancy, which results in an aging of the population. However, their quality of life has not been regarded with the same enthusiasm. The social services’ scarce resources alongside with the increasing elder population are conditions that pose a strong pressure on the supporting institutions. In this context, the Living Usability Lab project was devised to create a living environment, which allowed helping older people maintaining an active and autonomous life at home using the latest technical advances. The B-Live Wireless home automation system developed by Micro I/O was implemented during the Living Usability Lab project execution, with the goal of creating a local network of wireless sensors and actuators enabling the automation of houses and the creation of support mechanisms in case of an emergency. This dissertation addresses the design, prototyping and integration of a wide range of sensors and actuators, to be used in the Gerontology Lab at the University of Aveiro within the scope of the Living Usability Lab.
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Ingaroca, Quispe Jorge Luis. "Mechanical bearings with tunable compliance after biological role model of blood sinus hairs." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6988.
Full textAbstract:
In follicle sinus complex of sinus hairs, two blood vessels seem to have a prominent
function. Up to date, their biological role is unknown, however, hypothesis suggest
that they are used as hydraulical bearing for the hair which is used to change the
stiffness and compliance of the fixation depending on the application. Because of
the size of the structures of interest experiments at the living object to clarify the
biological role are not possible so far. Therefore, mechatronic approaches can help to
investigate advantages and possibilities of a bearing with tunable compliance. Thus, in
the current thesis, it is develop a mathematical modeling, multi-body simulation and
a mechatronic demonstrator of a swinging rod in a bearing with tunable compliance.
The tunable compliance of the system was inspired of Jack Spring principle of work,
which change the compliance by decreasing the number of active coils.Tesis
6
Rivas, José Ricardo. "Accionamiento y control del posicionado de aperos agrícolas mediante actuadores oleohidráulicos." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2004. http://hdl.handle.net/10803/6733.
Full textAbstract:
La presente tesis doctoral trata sobre el accionamiento y control del posicionado de aperos agrícolas que configuran aspectos funcionales de máquinas tales como palas cargadoras frontales, máquinas cosechadoras de caña de azúcar (alzadoras y combinadas), etc., siendo el objetivo fundamental desarrollar un sistema que accione y controle dos o más actuadores óleo-hidráulicos de manera simultánea, coordinada y sincronizada que mejore la funcionalidad de elevación de mecanismos tipo péndulo doble.El estudio de la bibliografía consultada nos permite hacer un análisis detallado de los trabajos más importantes sobre los sistemas mecánicos de elevación, inclinación y volteo de tales máquinas, así como, las diferentes alternativas de sincronización.
Acorde con lo anterior, los objetivos básicos de la tesis se han centrado en: estudiar el comportamiento de un bloque de sincronización oleohidráulica constituido por dos unidades divisoras de caudal, de relación de partición variable, con compensación de carga así como dos unidades de regulación de presión (frenado y limitación de presión) pilotadas externamente, simular su interacción con las prestaciones del mecanismo de elevación utilizando el método de bond graph, y por último, validar y optimizar el diseño y la metodología empleada a través de ensayos experimentales. La elección del bond graph como método de simulación obedece a dos objetivos básicos: evaluación del comportamiento cinemático y dinámico del mecanismo, así como permitir su interacción con el modelo del bloque de sincronización oleohidráulico. Es decir, disponer de un modelado físico en un sistema multidominio.
La explotación sistemática de esta metodología teórico experimental ha permitido colegir las siguientes conclusiones:
Desde el punto de vista mecánico/oleohidráulico, a pesar de que el comportamiento cinemático-dinámico del sistema durante los ciclos de subida y bajada son diferentes, es posible utilizar unidades divisoras de caudal de características inherentes idénticas (curva partición de caudal en función de la posición de la aguja). Los valores obtenidos en laboratorio y los obtenidos mediante la simulación numérica difieren en el peor de los casos, en un valor menor del 10 % (caso de bajada).
Se ha constatado que, a excepción de que el mecanismo del péndulo doble incluidos los actuadores sea un mecanismo homotético, cualquier otra configuración geométrica del mismo, presenta una relación no lineal entre el cociente de velocidades de los actuadores en función del ángulo de elevación. Relación que limita drásticamente la sincronización. Las configuraciones no homotéticas son una constante en el accionamiento de aperos agrícolas y vienen impuestas, en la mayoría de las veces, por conveniencias estratégicas, tales como: ventajas mecánicas, visibilidad del operario, espacio de trabajo, estabilidad, transportabilidad, etc.
Para el prototipo construido y ensayado, los valores de partición de caudal óptimos se corresponden a una posición de aguja de 1.2-1.6, para el ciclo de bajada y de 7-7.1, para el ciclo de subida. Sin embargo, no es posible compensar la no linealidad con válvulas de aguja controladas manualmente.
También se ha constatado, experimentalmente y numéricamente, que la bondad del sincronizado es muy sensible a la posición de la aguja que define la partición de caudal.
En general, se puede considerar que la solución oleohidráulica ofrece unas buenas prestaciones aunque se ven penalizadas ya que la unidad hidráulica de sincronizado acusa una pérdida de presión excesiva.
Habida cuenta la gran sensibilidad de la posición de la aguja frente a la división de caudal mencionada anteriormente, se ha constatado, experimentalmente, una acusada diferencia de comportamiento entre los ciclos de subida y bajada. En algunos casos, estas diferencias han sido acumulativas y, en consecuencia, transcurrido un elevado número de ciclos, se pierde la capacidad de sincronización.
This doctoral thesis deals with the drive and control of the positioning of agricultural implements that form functional aspects of machines such as front-end loaders, sugar cane machines harvesters (gatherers and combined), etc. The main aim is to develop a system that drives and controls two or more hydraulic actuators in a simultaneous, coordinated and synchronised way that improves the elevation functionality of double pendulum type mechanisms.
The study of the consulted bibliography allows us to make a detailed analysis of the most important works of the elevation, inclination and turn around mechanical systems of such machines, as well as, the different synchronization alternatives.
In agreement with the above, the basic objectives of this thesis have been centered on: the study of the behavior of a hydraulic synchronization block consisting of two variable partition flow divider units with load compensation as well as two externally piloted pressure regulation units (restrained and limitation of pressure); the simulation of their interaction with the elevating mechanism characteristics using the bond graph method, and finally, the validation and optimization the design and the methodology used through experimental tests. The election of the bond graph as a simulation method obeys the two basic objectives: evaluation of the kinematic and dynamic behavior of the mechanism, as well as its interaction with the model of the hydraulic synchronization block. That is to say, to have a physical model in a multidominion system. The systematic operation of this experimental theoretical methodology has lead to the following conclusions:
From the mechanical / hydraulic point of view, although the kinematic-dynamic behavior of the system during the cycles of ascent and descent is different, it is possible to use flow divider units of identical inherent characteristics (the flow partition curve as a function of the position of the needle). The values obtained in the laboratory and these obtained by means of the numerical simulation differ in the worst case by a value smaller than 10 % (case of descent).
It has been stated that all geometric configurations of the double pendulum mechanisms including actuators (with the exception of a homothetic type) present a nonlinear relationship between the quotients of speeds of the actuators based on the elevation angle. A relationship that limits the synchronization drastically. The nonhomothetics configurations are constant in agricultural drive implements and are imposed, most of the time, by strategic advantages, such as: mechanical advantages, visibility of the worker, space of work, stability, transportability, etc.
For the manufactured and tested prototype, the optimal partition of flow values correspond to a position of the needle of 1.2-1.6, for the cycle of descent and 7-7.1, for the cycle of ascent. Nevertheless, it is not possible to manually compensate the nonlinearity with needle valves.
It has also been stated, experimentally and numerically, that the synchronous is very sensitive to the position of the needle that defines the flow partition.
In general, it is possible to consider that the hydraulic solution offers good performance characteristics although they are penalized as the synchronised hydraulic unit causes an excessive loss of pressure.
Taking into account the great sensitivity of the position of the needle as opposed to the flow division previously mentioned, it has been stated experimentally that there is a significant behavior difference between the cycles of ascent and descent. In some cases, these differences have been cumulative and consequently, after a high number of cycles, the synchronization capacity is lost.
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Araujo, Barrientos Antonio. "Diseño de un sistema mecatrónico para el secado de cubiertos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5577.
Full textAbstract:
Ante el auge de los negocios culinarios que se viene dando en el país se presentan
nuevas oportunidades de negocio también en el sector industrial. En la búsqueda de
obtener las mayores utilidades posibles, automatizar las labores repetitivas llevadas
a cabo en restaurantes, comedores, empresas de catering, etc. se presenta como
una alternativa viable, ya que permite un gran ahorro en tiempo y dinero y un
incremento en la productividad.
En este escenario se identificó el proceso de secado de cubiertos posterior al lavado
de los mismos como una actividad que demanda tiempo y personal y por ello se
plantea su automatización mediante un sistema mecatrónico.
El sistema utiliza vibraciones y soplado de aire a baja presión para transportar y secar
los cubiertos. Para llevar a cabo estos procesos hace uso de actuadores y sensores.
Los actuadores son de dos tipos: moto-vibradores eléctricos para generar las
vibraciones y motores universales que accionarán las aspas de ventiladores
centrífugos para desplazar el aire hasta la zona de secado. Se cuenta también con
un sensor fotoeléctrico de presencia para detectar el paso de los cubiertos al final del
proceso y dos sensores de final de carrera. El control se realiza mediante el
microcontrolador ATmega8. La máquina está diseñada de acero inoxidable para
garantizar la salubridad.
Este documento desarrolla en cinco capítulos una descripción del sistema
mecatrónico diseñado. Primero se presentará la problemática que motivó al diseño
del sistema; luego se detallarán los requerimientos del mismo y se presentará el
concepto de solución. El tercer capítulo abarca una descripción detallada del sistema
haciendo uso de diagramas y planos. Como cuarto capítulo se presenta un
presupuesto inicial para poder realizar un análisis de viabilidad de la implementación
del sistema. Finalmente se presentarán las conclusiones obtenidas luego del diseño
del sistema mecatrónico.
Adicionalmente, se incluyen como anexos planos detallados del sistema, memorias
de cálculo y documentación sobre los componentes electrónicos, sensores y
actuadores escogidos.Tesis
8
Alarcón, Padilla Mara Jackeline. "Diseño de un sistema mecatrónico para dispensar espagueti." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/8118.
Full textAbstract:
En la actualidad, existe una gran variedad de máquinas que cumplen múltiples
funciones y son usadas para facilitarnos en ciertas actividades domésticas
permitiéndonos ahorrar tiempo.
El separar manualmente pasta según las porciones que se necesita es una
actividad tediosa para quien cocina. Además, se invierte tiempo útil y si esto se
calcula para un restaurante, también habría perdidas económicas debido a que
muchas veces sobra o falta este insumo al momento de atender al cliente.
El objetivo principal de este trabajo es el diseño de un sistema mecatronico capaz
de separar espagueti en porciones de 100 g. de una manera rápida, sencilla con un
mecanismo simple. Con esto, quien prepara los alimentos se ahorrará tiempo.
Además, este dispensador puede ser usado en restaurantes, debido a que sería
muy útil para los cocineros al tener una cantidad precisa para porciones. El sistema
cuenta con un panel de control, 2 sensores (fotointerruptores) y 1 motor DC.
A continuación, se detalla el desarrollo mediante 5 capítulos adecuadamente
estructurados.
- Primer capítulo: se presenta la problemática para la cual el dispensador es
la solución a esto.
- Segundo capítulo: se mencionan los requerimientos mecánicos y
electrónicos del sistema mecatrónico.
- Tercer capítulo: se explican el algoritmo de funcionamiento, los
componentes electrónicos, los planos mecánicos y el diagrama diseñado.
- Cuarto capítulo: se presenta el presupuesto de la máquina.
- Quinto capítulo: se presentan las conclusiones, comentarios los cuales son
favorables para este sistema mecatrónico.Tesis
9
Bejar, Espejo Eduardo Alberto Martín. "Control de un sistema de posicionamiento magnético de dos dimensiones usando aprendizaje profundo por refuerzo." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/12934.
Full textAbstract:
Los sistemas de posicionamiento magnético son preferidos respecto a sus
contrapartes mecánicas en aplicaciones que requieren posicionamiento de alta
precisión como en el caso de la manufactura de circuitos integrados. Esto se debe a que los
actuadores electromagnéticos no sufren los efectos de la fricción seca o desgaste mecánico. Sin
embargo, estos sistemas poseen fuertes no linealidades que dificultan la tarea de control. Por otro
lado, el aprendizaje por refuerzo se ha posicionado como una técnica de entrenamiento de redes
neuronales prometedora que está permitiendo resolver varios problemas complejos. Por ejemplo, el
aprendizaje por refuerzo fue capaz de entrenar redes neuronales que han logrado vencer al campeón mundial de Go, derrotar a varios jugadores profesionales de ajedrez y aprender a jugar varios
videojuegos de la consola Atari. Asimismo, estas redes neuronales están permitiendo la
manipulación de objetos por brazos robóticos, un problema que era muy difícil de
resolver por medio de técnicas tradicionales. Por esta razón, el presente trabajo tiene como
objetivo diseñar un controlador neuronal entrenado por refuerzo para el control de un sistema de
posicionamiento magnético de dos dimensiones. Se utiliza una variación del algoritmo Deep
Deterministic Policy Gradient (DDPG) para el entrenamiento del controlador neuronal. Los
resultados obtenidos muestran que el controlador diseñado es capaz de alcanzar varios setpoints
asignados y de realizar el
seguimiento de una trayectoria dada.Tesis
10
Fernandes, Hugo Manuel Espinho Lebre. "Acoustic smart sensors." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/22734.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Eletrónica e TelecomunicaçõesNowadays buildings are being progressively integrated with an increasing number of sensors . Most of the times this sensors have quite speci c functions, butane sensors, propane sensors, carbon monoxide sensors, pyroelectric motion sensors, and this is what limits their eld of action. Introducing a certain level of autonomy to a sensor, i.e., send, process and receiving information can increase the interactivity and market attractiveness of a building. Within this point of view, and over-viewing the building conjuncture, it can be concluded that smart sensors will be installed during the construction, in recently constructed buildings, but also in buildings with several years which commonly have an physical electric network. This implies that this type of units will need to have an option to be retro tted and, to a certain degree, a simple installation. In this thesis, it is proposed the creation of an integrated solution using the wall of a room as a human interface. This system can establish communication with the gateway of a smart home using a previous researched, e cient and safe wireless protocol. Once the connection is established the gateway can execute a large variety of functions that can be programmed in the home central unit (gateway). The thesis hereby presented consists in a study of wireless communication protocols with respect to reliability, safety and practicality and in the research of the fusion between sensors, processing ability and communication interfaces with the intent of producing a prototype.
As habitações actuais são incorporadas com uma variedade cada vez mais vasta de sensores e actuadores. Estes sensores, na maioria das situações, tem uma função bastante especifica, sensores de gás butano, sensores de gás propano, sensores de monóxido de carbono, sensores piroeletricos. Através da introdução de autonomia a cada um destes sensores, nomeadamente, enviar, processar e receber informação, e possível tornar uma habitação num centro de partilha de informações fulcrais, acessível a partir de qualquer ponto. Nesta perspectiva, analisando a conjuntura habitacional deduz-se rapidamente que a aplicação de sensores inteligentes nao poderá ser feita apenas em novas habitações mas também terá que ser implementada em habitações que já possuem uma rede eléctrica implementada. Isto implica desde logo, que este tipo de equipamentos possam ser adaptados a redes que estão em utilização (retrotting) e que sejam de fácil acesso durante a instalação e manutenção. Desta forma entram em cena os protocolos de comunicação sem fios. Estes permitem nao somente a interligação dos sensores inteligentes (sensor, processador, interface de comunicação), mas também a sua ligação a actuadores e a interfaces pessoa-máquina, sem se por a necessidade de alterações físicas das habitações. A criação de uma soluçao integradora, utilizando a parede de uma habitação como interface humana e apresentada ao longo deste documento. Este sistema comunica com o gateway de uma casa inteligente utilizando a tecnologia wireless que será estudada e definida como a mais eficiente e segura. Uma vez interligada com o gateway poderá efectuar um conjunto vasto de operações, que estarão definidas no processador da unidade central da casa. A dissertação aqui apresentada consiste na analise de protocolos de comunicação wireless, e na concepção de um sistema de interface humana embutido nas paredes de edifícios habitacionais.
11
Güell, i. Grau Pau. "Soft Plasmomechanical Metamaterials for Sensing and Actuation." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2021. http://hdl.handle.net/10803/671820.
Full textAbstract:
Durant l’última dècada, els materials intel·ligents han emergit com a una tendència fascinant en la ciència de materials. En aquest àmbit, els materials optomecànics tous són especialment interessants per desenvolupar dispositius de sensat i actuació innovadors gràcies a la naturalesa inalàmbrica dels sistemes òptics i la possibilitat de ser combinada amb altres tipus d’estimulació. En particular, la inclusió de nanopartícules o nanoestructures plasmòniques en substrats polimèrics tous comporta possibilitats interessants, com les característiques òptiques fàcils de modificar dels materials plasmonics i la gran elasticitat i robustesa dels materials tous. Aquesta nova classe de materials és referida en aquesta tesi com a metamaterials plasmomecànics tous. Tot i així, aquest particular camp d’estudi es relativament recent. Per aquest motiu, aquesta tesi està dedicada al desenvolupament de nous metamaterials plasmomecànics tous, portant a terme l’estudi detallat de les seves propietats òptiques i mecàniques i el seu disseny per a l’ús en aplicacions pràctiques en l’àmbit del sensat i l’actuació. Específicament, les dificultats d’implementar absorbents de llum en ampla de banda eficients en substrats flexibles o elàstics són abordades amb el desenvolupament d’un nou metamaterial basat en una capa de ferro nanoestructurat sobre una capa fina elastomèrica. Aquest nou metamaterial combina les ressonàncies plasmòniques amortides del ferro nanoestructurat amb l’absorció infraroja del PDMS per aconseguir una absorció independent de l’angle i amb un gran ample de banda. Aquest excepcional comportament òptic és explotat per a desenvolupar diversos dispositius foto-termo-mecànics inalàmbrics i innovadors. A través de l’explotació de les propietats magnètiques del ferro, el mateix metamaterial és utilitzat també per a desenvolupar un actuador inalàmbric i multi-funcional. Específicament, el control de la força i direcció de l’actuació magnètica és combinada amb la actuació lumínica, permetent condicions d’operació remotes i versàtils. A més a més, s’ha aconseguit la incorporació de la funcionalitat d’auto-sensat a través d’incloure una estructura de reixa fotònica a la part posterior de l’actuador. La resposta mecànica de l’actuador a qualsevol estímul extern es mostra com a un canvi de coloració i és quantificada en temps real a través de les imatges preses a través d’una càmera convencional. L’actuació remota i multi-estímul del dispositiu, juntament amb les seves capacitats d’auto-sensat estableixen les bases per al desenvolupament de mecanismes per a operacions en robòtica tova en ambients inaccessibles o perillosos. Finalment, s’ha demostrat el desenvolupament de la primera cavitat Fabry-Perot estirable i amplificada plasmònicament per al sensat òptic d’esforç. Aquest nou material consisteix en una matriu de “mitja-closques” d’or plasmonic auto-organitzades, les quals són auto-incrustades dins un substrat elastomèric arrugat. Aquesta morfologia dóna lloc a un comportament òptic poc convencional que pot ser afinat a través de les condicions de fabricació. El material presenta una resposta òptica intensa a l’esforç mecànic, amb sensibilitat similar a altres aproximacions basades en processos de fabricació més complexes. A més a més, presenta gran robustesa i deformabilitat, les quals permet la seva aplicació com a sensor inalàmbric d’esforç en superfícies corbades. En resum, aquesta tesi aborda diferents reptes en el desenvolupament de materials intel·ligents optomecànics tous per a diverses plataformes de sensat i actuació.Durante la ultima década, los materiales inteligentes han emergido como una tendencia fascinante en la ciencia de materiales. En éste ámbito, los materiales optomecánicos blandos son especialmente interesantes para desarrollar dispositivos de sensado y actuación innovadores gracias a la naturaleza inalámbrica de los sistemas ópticos y la posibilidad de ser combinada con otros tipos de estimulación. En particular, la inclusión de nanopartículas o nanoestructuras plasmónicas en sustratos poliméricos blandos conlleva posibilidades interesantes, como las características ópticas fáciles de modificar de los materiales plasmónicos y la gran elasticidad y robustez de los materiales blandos. Ésta nueva clase de materiales es referida en esta tesis como a metamateriales plasmomecánicos blandos. Aún así, éste particular campo de estudio es relativamente reciente. Por éste motivo, ésta tesis está dedicada al desarrollo de nuevos metamateriales plasmomecánicos blandos, llevando a cabo el estudio detallado de sus propiedades ópticas y mecánicas y su diseño para el uso en aplicaciones prácticas en el ámbito del sensado y la actuación. Específicamente, las dificultades de implementar absorbentes lumínicos de ancho de banda amplio eficientes en sustratos flexibles o elásticos son abordadas con el desarrollo de un nuevo metamaterial basado en una capa de hierro nanoestructurado sobre una capa fina elastomèrica. Éste nuevo metamaterial combina las resonancias plasmónicas amortiguadas del hierro nanoestructurado con la absorción infrarroja del PDMS para conseguir una absorción independiente del ángulo y con un gran ancho de anda. Ése excepcional comportamiento óptico es explotado para desarrollar diferentes dispositivos foto-termo-mecánicos inalámbricos y innovadores. A través de la explotación de las propiedades magnéticas del hierro, el mismo metamaterial es utilizado para desarrollar un actuador inalámbrico y multi-funcional. Específicamente, el control de la fuerza y dirección de la actuación magnética es combinada con la actuación lumínica, permitiendo condiciones de operación remotas y versátiles. Además, se ha conseguido la incorporación de la funcionalidad de auto-sensado a través de incluir una estructura de malla fotónica en la parte posterior del actuador. La respuesta mecánica del actuador a cualquier estímulo externo se muestra como un cambio de coloración y es cuantificada en tiempo real a través de las imágenes tomadas a través de una cámara convencional. La actuación remota y multi-estímulo del dispositivo, juntamente con las capacidades de auto-sensado establecen las bases para el desarrollo de mecanismos para operaciones en robótica blanda en ambientes inaccesibles o peligrosos. Finalmente, se ha demostrado el desarrollo de la primera cavidad Fabry-Perot estirable y amplificada plasmónicamente para el sensado óptico de esfuerzo. Éste nuevo material consiste en una matriz de “media-cáscara” de oro plasmónico auto-organizadas, las cuales son auto-incrustadas dentro de un sustrato elastomérico arrugado. Ésta morfología da lugar a un comportamiento óptico poco convencional que puede ser ajustado a través delas condiciones de fabricación. El material presenta una respuesta óptica intensa al esfuerzo mecánico, con sensibilidad similar a otras aproximaciones basadas en procesos de fabricación más complejas. Además, presenta gran robustez y deformabilidad, las cuales permiten su aplicación como sensor inalámbrico de esfuerzo en superficies curvas. En resumen, ésta tesis aborda diferentes retos en el desarrollo de materiales inteligentes optomecánicos blandos para diversas plataformas de sensado y actuación.
During the last decade, smart materials have emerged as an exciting trend in materials science. Within this scope, soft optomechanical materials are especially appealing for developing innovative sensing and actuation devices due to the wireless nature of optics and the possibility to be combined with other types of stimuli. In particular, the inclusion of plasmonic nanoparticles or nanostructures into soft polymer substrates entail interesting possibilities, such as the easily-tunable optical features of plasmonic materials and large elasticity and robustness of soft materials. This new class of materials are referred as soft plasmomechanical metamaterials. However, this particular field of study is relatively recent. To that end, this thesis is dedicated to the development of new soft plasmomechanical metamaterials, bringing together the detailed study of their optical and mechanical properties with the design for their use into practical applications within the scope of sensing and actuation. Specifically, the difficulties of implementing efficient broadband light absorbers into flexible or stretchable substrates are tackled by the development of a novel metamaterial based on a nanostructured iron layer on a thin elastomer film. This new metamaterial combines the damped plasmonic resonances of the nanostructured iron with the infrared absorption of PDMS to achieve an unprecedented broadband and angle-independent light absorption in flexible materials. This exceptional optical behaviour, together with a large mismatch on the mechanical properties of both materials are exploited to develop diverse innovative untethered photo-thermo-mechanical devices. By exploiting the magnetic properties of iron, the same metamaterial is then used to develop an untethered, multi-functional actuator. Specifically, the control of the magnetic actuation strength and direction is combined with the broadband light actuation, enabling remote and versatile work operation conditions for soft-robotics applications. In addition, the incorporation of a self-sensing functionality is achieved by including a photonic grating structure at the actuator back-side, which provides structural coloration to the actuator. The mechanical response of the actuator to any external stimuli is displayed as a coloration shift and quantified in real-time by the images taken by a conventional camera. The remote and multi-stimuli actuation of the device, together with its self-sensing capabilities set the foundations for soft robotics operations in inaccessible or hazardous environments. Finally, the development of the first stretchable plasmonic-enhanced Fabry-Perot cavity is demonstrated for optical strain sensing. This new material consists on an array of self-assembled plasmonic gold semi-shells which are self-embedded into a wrinkled elastomer matrix. This peculiar morphology gives rise to unconventional optical behaviour that can be tuned by the manufacturing conditions. The material shows strong optical to mechanical strain, with similar sensitivity to other sensing approaches based in more complex fabrication processes. Furthermore, it shows large robustness and deformability, that enables its application as wireless pressure/strain sensing into curved surfaces. Overall, this thesis tackles different challenges in the development of soft smart optomechanical materials for diverse sensing and actuation platforms.
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Materials
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Torre, Meléndez Eduardo Elías de la. "Diseño de lanzador de proyectiles de madera para vehículos Thyssen Henschel UR-416." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/8015.
Full textAbstract:
El presente trabajo se centra en el diseño de un arma no letal para controlar y
disuadir manifestaciones violentas que amenazan la seguridad pública y privada en
él actual contexto social.
Toda ciudadano tiene derecho a exigir beneficios de forma pacífica, sin embargo,
esto parece ser menos probable, debido a que los manifestantes confunden su
derecho a reclamar con el de protestar perturbando el orden público y causando
desmanes. Por tal motivo, se hace evidente la creciente frecuencia y magnitud de
los enfrentamientos que se genera entre las fuerzas del orden y la población, ya
que, al intentar refrenar los actos vandálicos contra entidades públicas, privadas o
autoridades las protestas terminan con graves daños colaterales.
Por consiguiente, el proyecto desarrollado a continuación garantiza la ausencia de
daños permanentes en cualquiera de los individuos involucrados y, asimismo,
implica una reducción de gastos para el gobierno en lo que respecta a la
adquisición de equipamiento para la ofensiva de la policía antidisturbios.Tesis
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Loli, Méndez José Luis Piero. "Modelación y simulación de un actuador hidráulico para un simulador de marcha normal." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1738.
Full textAbstract:
En este trabajo se desarrolla el modelo dinámico de un actuador hidráulico de doble
efecto de la marca Fluidtek, el cual forma parte importante del simulador de marcha
normal que se desarrolla en la Pontifica Universidad Católica del Perú. Asimismo,
se muestra el comportamiento dinámico del actuador por medio de simulaciones
ejecutadas en MatLab, para lo cual se desarrolló el algoritmo correspondiente.
En primer lugar se identificaron los parámetros que caracterizan el modelo dinámico
del actuador hidráulico, definiendo como variable de entrada la presión hidráulica
del fluido y como variable de salida el desplazamiento del vástago. El modelo
matemático se obtuvo planteando las condiciones de equilibrio correspondientes a
los fenómenos físicos presentes en el accionamiento del actuador. Algunos
parámetros del modelo se obtuvieron revisando la información técnica del
fabricante, mientras que otros fueron obtenidos por medición y experimentación
(coeficiente de fricción dinámica) y de la literatura técnica (módulo de Bulk).
Los resultados obtenidos indican que el comportamiento del actuador presenta un
error en estado estacionario, lo cual produce imprecisión en la señal de salida, por
lo que es necesario tomar acciones de control al respecto. Sin embargo, las
gráficas muestran que la simulación en el computador asemeja a lo observado en el
banco de pruebas. De esta manera, se concluye que el modelo matemático
obtenido describe adecuadamente al actuador.Tesis
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Nogueira, José Luís Sá. "Plataforma de teste de técnicas avançadas de controlo." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/13616.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesEm engenharia, como noutros ramos da ciência, os conhecimentos teóricos desenvolvidos com recurso a matemática e técnicas científicas afins carecem de demonstração prática. Qualquer potencial método encontrado para solucionar ou colmatar um dado problema deve ser validado de uma forma experimental direta, ou, quando esta se assume de alguma forma inviável, através de um simulador que permita recriar as condições originais. No contexto do ensino, possuir ferramentas de experimentação de conceitos teóricos a nível do sistema físico deve ser um aspecto chave na formação do aluno, e em particular de um engenheiro. No âmbito desta dissertação e proposta uma plataforma de hardware de posicionamento linear que permite a realização experimental de testes de técnicas de controlo digital. São apresentados a estrutura mecânica, o projeto dos circuitos eletrónicos, os sensores, o actuador, a unidade de processamento e o software desenvolvido. Em particular e apresentado o projecto de um amplificador de potência para acionamento de um motor dc que, por não ser ideal, tem características não lineares que levaram ao desenvolvimento de um pre-distor cor. Após realizada a identificação do sistema, através do método dos mínimos quadrados, foi estudado e testado o desempenho de controladores PID e de posicionamento de pólos utilizando a plataforma desenvolvida.
In engineering, as in other branches of science, developing theoretical knowledge using mathematical and scienti c techniques requires physical demonstration. Any potential method found to address a given problem must be validated in a direct experimental way, or, when it is somehow impracticable, through a simulator that allows to recreate the original conditions. In the context of education, having tools to experiment the theoretical concepts in a practical way, should be a key aspect in the student's education, and in particular of an engineer. In this dissertation, a linear positioning system platform, that allows the realization of experimental tests in digital control is proposed. The mechanical structure, the design of the electronic circuits, the selection of sensors, the actuator, the processing unit and the software are presented. In particular, the design of a power ampli er driving the dc motor is described. Because of its non-linear characteristics, a predistorting method was conceived and implemented. After performing system identi cation, through the least squares method, the performance of PID and pole placement controllers was studied using the developed platform.
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Cora, Ibarra Leandro Manuel. "Análisis de factibilidad de guiado de un cohete sonda mediante actuadores pirotécnicos de tipo vernier." Bachelor's thesis, Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Escuela de Ingeniería Aeronáutica, 2014. http://hdl.handle.net/11086/2115.
Full textAbstract:
Trabajo Final (IA)--FCEFN-UNC, 2014Evalúa la factibilidad de guiado de un cohete sonda de calibre 280 mm mediante el uso de actuadores pirotécnicos de tipo vernier colocado a los lados y sobre la dirección principal del cohete. Estos actuadores son micro-motores de combustible sólido que, en función de la configuración seleccionada, pueden rotar sobre su eje longitudinal o mover la tobera un determinado ángulo para así generar los esfuerzos necesarios a fin de controlar el cohete.
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Peña, Pachamango Denis Bryan. "Sistema mecatrónico para la clasificación automática de cubiertos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5760.
Full textAbstract:
Las empresas de catering de alimentos brindan sus servicios a diversos tipos de
clientes, ya sean de transporte aéreo, marítimo y/o ferroviario, empresas
industriales, mineras, hospitales e instituciones educativas [1]. Considerando la
cantidad de clientes que poseen, este tipo de empresas preparan y comercializan
aproximadamente entre 500 y 65,000 platos por eventos y/o pedidos en un día
[1][2][3]. Esto incluye necesariamente el uso de 500 a 65,000 unidades de cuchillos,
cucharas, cucharitas y tenedores, los cuales deben estar lavados, secados y
clasificados según su tipo.
En cuanto al proceso de clasificado, una persona se demora, haciendo uso de su
velocidad máxima, aproximadamente 2 minutos por cada 100 cubiertos (anexo 2).
Es decir, a las grandes empresas de catering les toma 21.5 horas-hombre por día
realizar esta actividad (65,000 cubiertos). Además, este tipo de trabajo involucra un
movimiento repetitivo de los brazos de trabajador, quien podría padecer
enfermedades disergonómicas, tal como se indica en la Norma Básica de
Ergonomía y de Procedimiento de Evaluación de Riesgo Disergonómico (anexo 1)
establecido por El Ministerio de Trabajo y Promoción del Empleo [4]. Ante lo
expuesto es necesario plantear una alternativa de mejora de este proceso.
En la presente tesis se propone el diseño de una máquina clasificadora automática
de cubiertos, de tal forma que se brinde la facilidad de realizar el proceso de
clasificación, eliminando posibles problemas de salud de los trabajadores. Este
sistema se encarga de clasificar los cuatro principales tipos de cubiertos (cuchillo,
cuchara, cucharita y tenedor) dentro de las dimensiones de 12cm a 21 cm de largo,
1,5cm a 4,5 cm de ancho y alto 0.1 a 3cm (anexo 3). Estos son depositados con
una misma orientación en recipientes individuales para cada artículo. Su diseño
consta de cuatro niveles dispuestos de manera vertical. El Nivel 1 sirve como
depósito de cubiertos sin clasificar y dosificador mediante el movimiento vaivén de
una banda transportadora. En el Nivel 2 se da lugar a la identificación del tipo y
orientación del cubierto mediante el procesamiento de imágenes adquiridas por una
cámara digital. Continuando con el proceso, en el Nivel 3 se realiza, en caso sea
necesario, el cambio de orientación del cubierto por medio de unas paletas; y la
posterior clasificación de los artículos. Finalmente, en el Nivel 4 se recepciona a
cada cubierto en el recipiente correspondiente a su tipo.
Esta máquina posee una velocidad de clasificación ligeramente superior a la
velocidad máxima de una persona (anexo 6). Cabe mencionar que, a diferencia de
la persona, la máquina mantendrá una velocidad constante durante todo el proceso.
Además, se mejora la calidad de higiene de los cubiertos pues el proceso evita el
contacto humano. Por otro lado, el consumo eléctrico de este sistema es 40W
(anexo 10). Considerando que el precio de 1,000W es de US$ 7.4 centavos para el
consumo industrial [6], el costo de funcionamiento eléctrico del sistema por hora
(US$ 0.296) es muy inferior al costo de una hora-hombre (US$ 1.39) [7]. Por estos
beneficios, el uso de esa máquina resulta rentable.Tesis
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Valdivieso, Torres Eduardo. "Diseño mecánico de un simulador de eyección para entrenamiento de pilotos de avión." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/927.
Full textAbstract:
En la presente tesis se desarrolla el diseño mecánico de un Simulador de Eyección para
entrenamiento de pilotos de avión, el cual es parte de uno de los proyectos motivados
por la FAP conjuntamente con la sección de ingeniería mecánica de la PUCP en el
marco de la mejora tecnológica continua que persigue la institución militar. El principal
objetivo del sistema a diseñar es, como lo explica su nombre, el de simular un
acontecimiento de eyección, experimentado por un piloto en situaciones de emergencia.
Debido al gran número de accidentes ocurridos durante estos procedimientos se hace
necesario un entrenamiento adecuado que prepare al piloto ante una situación de
eyección real.
El contenido de este trabajo de tesis abarca la selección y cálculo de los elementos más
importantes de un simulador que puede impulsar un asiento de eyección con
aceleraciones que van desde 1g hasta un máximo de 7 g´s. El sistema que se usa para
llevar a cabo la simulación está basado en la neumática, por ende el aire a presión es el
principal portador de energía. Así mismo, los elementos más importantes en el sistema
son dos cilindros neumáticos que, según la función que cumplen, difieren
significativamente en su construcción: para el impulso se usó un cilindro neumático ISO
6431 con vástago y doble efecto, de carrera corta pero capaz de transferir toda la energía
necesaria para acelerar el módulo del asiento de eyección; el retorno, en cambio, se
solucionó con el uso de un cilindro neumático sin vástago el cual, gracias a su gran
carrera, se desplaza libremente durante la mayor parte del ascenso del asiento (carrera
de impulso) y, una vez terminado éste, controla el descenso a velocidad regulada hasta
una posición de reposo. Para permitir su desplazamiento, el asiento posee ruedas a los
lados, las cuales viajan a través de los carriles inclinados de la estructura metálica del
simulador.
La metodología de diseño utilizada es aquella que se basa en un concepto de solución
con suficientes beneficios para el cumplimiento de la función principal y otras
exigencias derivadas de las necesidades del diseñador. Se utilizó esta metodología por la
ventaja que significa el permitir corregir y mejorar durante todas las etapas del diseño.
Al finalizar la tesis se tienen definidos los principales elementos mecánicos y
neumáticos de un simulador de eyección que, de fabricarse, funcionará eficientemente
tanto en el aspecto técnico y como en el económico.Tesis
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Paulo, Alexandre Rodrigues. "Controlo preditivo sobre redes de sensores e actuadores sem fios com tolerância a falhas de comunicação." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2010. http://hdl.handle.net/10362/5263.
Full textAbstract:
Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresAs redes de sensores sem fios têm vindo a ser crescentemente sugeridas para diversas aplicações, encontrando-se exemplos na área da saúde, através da monitorização de bio-sinais, na área do ambiente, para monitorização e seguimento de variáveis ambientais ou concentração de poluentes em locais vedados à presença humana e em diversas aplicações industriais. Para além dos inerentes problemas de autonomia, subsiste um conjunto alargado de desafios, como sejam, a segurança, autenticação/registo na rede, e, no contexto dos sistemas distribuídos, a robustez do sistema de controlo em anel fechado incorporando sensores e actuadores sem fios. A presente dissertação centra-se na aplicação de uma metodologia de controlo preditivo no espaço de estados sobre redes de sensores e actuadores sem fios, com capacidade de adaptação e tolerância a falhas de comunicação entre dispositivos sem fios. A solução do problema de optimização foi obtida recorrendo à sua formulação segundo um problema de programação quadrática sujeito a restrições sobre as saídas e entradas. Relativamente ao processo de adaptação propõe-se um algoritmo recursivo baseado no filtro de Kalman com transformação da incerteza. Para efeito de incorporação de um mecanismo tolerante a falhas de comunicação entre o servidor e o processo optou-se por utilizar um controlador local baseado no algoritmo de controlo óptimo linear quadrático.
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Hinostroza, Noreña Pedro Martín. "Diseño e implementación de un actuador electrónico para regular la potencia eléctrica AC hasta 2000 W." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5420.
Full textAbstract:
La poca disponibilidad en el mercado nacional, alto costo y sobredimensionamiento de actuadores electrónicos para el control de temperatura en hornos eléctricos, conlleva a plantear el diseño e implementación de un sistema que se desempeñe de manera eficiente bajo las mismas condiciones de operación. .
El objetivo es de diseñar e implementar un actuador electrónico para regular la potencia eléctrica AC hasta 2000 W. El método seguido considera, primero investigar sobre los actuadores electrónicos para control de temperatura disponibles en el mercado, estudiar la tecnología y tendencias sobre regulación de potencia. Luego se identifica los requisitos para el diseño del sistema. Se plantea una posible solución, con la posterior selección de componentes y simulaciones para corroborar la funcionalidad y eficiencia del diseño. Finalmente, se realizara la implementación del circuito, realizando mediciones con un multímetro, un osciloscopio y un vatímetro; de esta forma se corrobora el diseño y simulaciones realizadas previamente.
Los resultados demuestran el correcto funcionamiento del sistema, logrando dosificar la potencia AC hacia una carga resistiva de manera proporcional a una señal de control.
Se concluye que la propuesta presentada en este trabajo de tesis cumple con la funcionalidad y requisitos de un actuador electrónico de 2000W orientado al control de temperatura en hornos eléctricos.Tesis
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Zapata, Sánchez Pedro Martín. "Diseño e implementación de electroimán y actuador electrónico aplicado a un sistema de levitación magnética." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2010. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/511.
Full textAbstract:
En esta tesis se presenta el diseño e implementación de un electroimán y un actuador electrónico
por PWM para un módulo experimental de levitación magnética, para realizar pruebas
en el área de control y automatización. Este módulo comprende 3 etapas: etapa de sensado,
etapa de control y la etapa de potencia. En la construcción de la etapa de potencia destacan
el electroimán, el cual es implementado por un núcleo cilíndrico de hierro enrollado con un
cable de cobre y cubierto con un material aislante para su protección, además de un actuador
electrónico por PWM implementado por un circuito generador de onda triangular y un circuito
amplificador de la señal de control que son acoplados hacia el uso de un amplificador operacional
en configuración de comparador para la generación de la señal PWM. Esta señal es
utilizada para la activación y desactivación de un transistor de potencia. Con el cual es posible
reducir el calentamiento que presenta la bobina y el transistor de potencia.
Múltiples pruebas de laboratorio se realizaron con el electroimán y el actuador electrónico así
como también de todo el sistema. Se logró obtener resultados muy similares a los hallados en la
teoría. Tanto en el electroimán como en el actuador electrónico se tuvo una respuesta bastante
lineal frente a los cambios de posición de la esfera, este dato fue importante para el diseño
del sistema en la etapa de control. Finalmente se logro que la etapa de potencia cumpla con la
función de acondicionar la señal generada por el controlador del sistema para que interactue
adecuadamente con el electroimán.
Este módulo se desarrolló en la sala de manufactura del Centro de Tecnología Avanzada de
Manufactura (CETAM) del departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica
del Perú. Este prototipo sirve como instrumento útil para realizar prácticas experimentales en
el campo de control de sistemas, que puede ser tomado con fines educativos y a su vez pueda
ser desarrollado para su aplicación a otros sistemas. Es por ello que el estudio de estos sistemas
de levitación magnética presenta un futuro prometedor.Tesis
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Tello, Alegría Everth Sly Luiggi. "Sistema de monitoreo y alivio del stress." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5442.
Full textAbstract:
El presente proyecto consiste en el diseño de un Sistema de Monitoreo y Alivio del Stress y la Ansiedad. Este sistema se encarga de recepcionar las señales del cuerpo que distintos estudios han correlacionado con el stress y que son usadas para diagnosticar el estado anímico de la persona. Usando estas señales se activan elementos masajeadores en la parte posterior del cuello del usuario aplicando una presión similar a la producida por un masajista humano. La intensidad con que se aplican los masajes será variada acorde a la reacción del usuario ante el estímulo, generándose así un masaje inteligente adaptado al paciente.
Este sistema está dividido en 2 subsistemas con funciones específicas que en conjunto realizan el proceso ya descrito, pero además pueden ser usados por separado como unidades independientes. El primer subsistema es una sistema de adquisición de datos, portátil (60x50x30mm) y cuenta con batería autónoma de hasta de 15 horas de funcionamiento. El segundo subsistema se encarga de realizar los masajes, este requiere de conexión externa a 12VDC y está recubierto por espuma de poliuretano, esta espuma es densa por lo que provee de rigidez al elemento sin restarle comodidad.Tesis
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Quiroz, Velásquez Diego Eduardo. "Desarrollo de un sistema de control avanzado para un vehículo submarino autónomo tipo planeador con actuadores internos." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.12404/15588.
Full textAbstract:
En los últimos años, la ingeniería marina ha desarrollado una serie de vehículos submarinos con el fin de observar y caracterizar los ecosistemas marinos ante la creciente demanda por sus recursos como fuente de energía y alimento. Estos vehículos, denominados vehículos submarinos autónomos (AUVs), son capaces de recorrer el ambiente submarino y recolectar información medida por un arreglo de sensores que llevan a bordo. En particular, los planeadores submarinos pueden realizar exploraciones por periodos de tiempos extensos, por lo cual son un gran beneficio para la ingeniería marina. Debido a la naturaleza de dichos vehículos, y la dificultad de transmitir datos de forma inalámbrica en un ambiente submarino, se han desarrollado algoritmos de navegación autónoma empleando varias técnicas de control, mejorando el desempeño de dichos vehículos ante entornos desconocidos y el seguimiento de trayectorias deseadas. Sin embargo, en muchos casos, la investigación se ha enfocado en el desarrollo de algoritmos clásicos empleando modelos simplificados que no consideran, o minimizan los efectos hidrodinámicos sobre la dinámica del vehículo en movimiento.
Es por ello, que se desea desarrollar un algoritmo de control que permita que un planeador submarino permanezca en una trayectoria predefinida considerando los efectos de las fuerzas hidrodinámicas sobre el movimiento. El presente trabajo considera la aplicación de algoritmos avanzados que garanticen la estabilidad del vehículo durante todo su recorrido, en particular en los cambios de planeado descendiente a ascendiente donde los puntos críticos deseados varían según el ángulo de planeado y dirección, así como los limitantes físicos de posición y velocidad para los actuadores internos del vehículo. Durante el desarrollo de la investigación se obtuvo un modelo del planeador submarino que relacione el estado de los actuadores internos del vehículo con su posición, orientación y velocidad durante el planeado. A partir de ello se desarrolla un total de tres controladores, primero un controlador MIMO (múltiple entrada, múltiple salida) empleando la ley de control proporcional-integrativo debido a la naturaleza intrínseca multivariable del planeador submarino. Segundo, se desarrolló un sistema óptimo basado en un regulador cuadrático lineal, el cual permite optimizar el consumo energético con el fin de extender el tiempo de recorrido. Finalmente se obtuvo un controlador no lineal basado en la técnica backstepping adaptativo, el cual considera la naturaleza desconocida de los parámetros hidrodinámicos para estimar su efecto sobre el vehículo y obtener la señal de control que lo estabiliza. El desempeño de los tres algoritmos es comparado mediante simulaciones, determinando que el algoritmo no lineal basado en backstepping adaptativo presenta un mejor comportamiento. Finalmente, se procede a implementar un planeador submarino basado en tecnologías de prototipado rápido, para evaluar el funcionamiento del algoritmo desarrollado en un sistema real. Los resultados de las pruebas realizadas demuestran que efectivamente, el sistema de control es capaz de estabilizar el vehículo sin tener conocimiento previo sobre los parámetros hidrodinámicos y la magnitud de su efecto sobre la dinámica del vehículo.Tesis
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Chero, Arana Brian Alberto. "Diseño de un sistema de prótesis de muñeca de tres grados de libertad con actuadores de soft robotics." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16989.
Full textAbstract:
Siendo nuestras manos la mejor forma que se tiene para interactuar con el mundo que nos rodea, la pérdida de una de ellas o incluso ambas, puede resultar bastante limitante para una persona en sus actividades del día a día. Actualmente existen varios modelos de prótesis de mano comerciales con una gran cantidad de funciones, pero acompañadas de un fuerte precio, algo que algunos usuarios no estarán en condiciones de pagar. Por otro lado, existe un nuevo campo en la robótica conocido como soft robotics, el cual abarca todo lo referente al uso de materiales suaves y deformables en conjunto con componentes electrónicos para lograr morfologías no convencionales y ha ido ganando importancia en los últimos años. Aplicando estos elementos, se propone diseñar un sistema para prótesis de muñeca de 3 grados de libertad y de menor costo que el de las prótesis comerciales actuales. Habiendo previamente identificado los movimientos de una muñeca a emular y mediante una búsqueda del estado del arte referente a prótesis de antebrazo, se recopilaron algunos mecanismos que podrían permitir el giro buscado en la muñeca, así como formas de controlar los movimientos de la prótesis, principalmente con señales mioeléctricas. Teniendo en cuenta esta información, se desarrollaron tres conceptos de solución integrando elementos de soft robotics para generar movimientos en la muñeca y controlados mediante señales generadas por el cuerpo (mioeléctricas y electroencefalográficas). Producto de esta investigación se obtuvo el modelo óptimo de solución para el objetivo planteado y se determinó la importancia de la fuente de energía neumática para el desempeño final del sistema.Trabajo de investigación
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Arce, Cigüeñas Diego Martin. "Silenciador regulable con control inalámbrico." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5576.
Full textAbstract:
Los silenciadores son componentes utilizados para reducir las emisiones sonoras
emitidas por los automóviles. Para lograrlo se reduce la efectividad del motor
debido al efecto denominado contrapresión. Esto ocurre puesto que para reducir la
intensidad de las emisiones sonoras se reduce la velocidad de circulación de los
gases de escape provocando que se interrumpa la libre circulación del flujo y se
tenga que destinar parte de la potencia del motor en expulsar correctamente gases
de combustión. Por esta razón se ha diseñado un sistema que permite modificar los
modos de operación del silenciador (denominado en inglés Muffler). Con este
sistema mecatrónico se brinda la posibilidad de mantener la reducción de las
emisiones sonoras para lugares urbanos respetando las normas legales que
permiten un límite máximo de 88 dB para vehículos livianos; pero también se ofrece
la posibilidad de modificar el sistema para que la salida de los gases de escape sea
libre. Con la expulsión libre del flujo de gases se logra aumentar la eficiencia del
motor del automóvil y a la vez disminuir el consumo de gasolina cuando el usuario
se encuentre en carreteras o pistas de carreras. También se brindan otros tipos de
configuraciones que permiten combinar ambas características buscando un
equilibrio entre el sonido y la eficiencia. El sistema es controlado mediante una
aplicación instalada en un dispositivo móvil inteligente (Smartphone). Esta
aplicación permite realizar la conexión con el silenciador mediante la tecnología
inalámbrica Bluetooth. Mediante la aplicación se puede seleccionar uno de los
cuatro estados en los que se puede configurar al silenciador. Además se muestra
en la pantalla del Smartphone la animación de la configuración interna del sistema,
la cual corresponde al estado de funcionamiento que selecciona el usuario.
Finalmente el sistema está diseñado para que su instalación sea sencilla, para que
sea alimentado desde la batería y para que sea compatible con todo tipo de
automóvil.Tesis
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Robles, Pizarro Luis David. "Diseño de un sistema mecatrónico para la extracción del zumo de limones." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/4924.
Full textAbstract:
Las máquinas nos permiten realizar distintos trabajos con menor esfuerzo y tiempo.
Asimismo, el empleo de éstas no solo se restringe a sectores industriales, sino que es
común encontrarlas en la vida diaria.
Se utilizan máquinas para cocinar como los hornos microondas; pero también existen
otras que permiten cortar, licuar y extraer el zumo de alimentos. Para el caso del limón, se
debe tomar en cuenta las herramientas, así como el procedimiento a utilizarse. Los pasos
para extraer el zumo de un limón, generalmente, son: cortar el limón por la mitad, quitar
las pepas, exprimir las mitades mientras se separan los residuos con un colador, y botar
la cáscara y residuos.
El objetivo de esta tesis es desarrollar un sistema mecatrónico que permita realizar los
pasos ya mencionados. Para ello la máquina utiliza un motor para el corte y extracción de
los limones. El sistema cuenta con un sensor ultrasónico para detectar la cantidad de
zumo obtenido. El control de encendido y apagado del motor se realiza por medio de un
ATmega8.
El desarrollo de la tesis está compuesto por 5 capítulos. En primer lugar, se trata sobre la
problemática y su solución por medio de un sistema mecatrónico. En el segundo capítulo,
se considera los requerimientos del sistema propuesta, tanto mecánicos, eléctricos,
electrónicos y control; asimismo, se presenta las vistas de la máquina. En el tercer
capítulo se explica el funcionamiento de la máquina, los sensores y actuadores utilizados,
se muestra además los planos mecánicos, planos electrónicos, y el diagrama de flujo del
programa de control. En el cuarto capítulo se detalla el presupuesto para implementar el
sistema. Finalmente, en el capítulo cinco mostrarán las conclusiones del trabajo.Tesis
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Chacón, Salas Dimas Antony. "Diseño de un sistema mecatrónico para la limpieza automática del fondo y de las paredes internas de acuarios ornamentales." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/4487.
Full textAbstract:
En este trabajo se presenta el diseño mecatrónico de una máquina
automática encargada de la limpieza del fondo y las paredes internas de los
cristales de un acuario ornamental. Esta máquina es capaz de trabajar en
acuarios prismáticos con altura de hasta 40 cm, ancho entre 32 cm y 60 cm y
largo de hasta 1 m sin la necesidad de retirar el agua del acuario.
La máquina, ubicada por encima del acuario, trabaja succionando por zonas
circulares (una zona a la vez) el fondo del acuario, mediante una bomba,
retirando los desperdicios que se almacenan entre la grava aprovechando su
menor densidad. Este proceso de succión se realiza con un actuador lineal
que aleja y acerca un succionador al fondo el acuario. Asimismo, la limpieza
de los cristales se realiza con gomas de caucho instaladas alrededor del
succionador. Cada vez que el succionador se encuentre trabajando cerca de
las paredes del acuario, con ayuda del movimiento vertical del actuador lineal,
las gomas de caucho limpian los cristales por fricción.
El trabajo abarca la selección de los sensores y actuadores, de los planos
mecánicos para la construcción de la máquina, los planos de conexiones
eléctricas, el diseño de las tarjetas electrónicas específicas para el tablero de
control y los bloques de flujo para la lógica que seguiría una programación
futura.
El costo de fabricación del sistema mecatrónico para la limpieza del fondo y
cristales internos de acuarios usando un micro PLC es de aproximadamente
US$ 2909.Tesis
27
Rivera, Loyola Carlos Alberto. "Diseño de un sistema mecatrónico para el cortado de cebollas para uso en restaurantes." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/4494.
Full textAbstract:
La utilización de máquinas que realicen tareas repetitivas en la cocina surgió para hacernos la vida más fácil y que permite optimizar el tiempo utilizado en ellas. En la actualidad se encuentra gran variedad de sistemas que tienen múltiples funciones como cortar, rebanar o picar pero hay otros que se fabricarán para cumplir otras tareas particulares de acuerdo a la necesidad. El realizar manualmente cortes en cebollas es una rutina que ha permanecido vigente en restaurantes o nuestro hogar, se sabe que se invierte un tiempo no despreciable para realizarlos y peor aún si se calcula el total gastado por un chef en una cevichería, la cual atiende un gran número de comensales, el resultado de este cálculo nos obliga a pensar si es necesario la intervención de un chef para realizar dicha tarea secundaria sabiendo que es de más utilidad que este se enfoque en la calidad y preparación de los platos que el de realizar cortes en cebollas. El objetivo de esta tesis es diseñar un sistema mecatrónico que realice 2 diferentes tipos de corte en cebollas. El sistema cuenta con sensores infrarrojos para detectar la presencia de estas. Utiliza motores actuadores electrónicos para las tareas anteriormente mencionadas, se da por un microcontrolador ATmega16. Además está diseñado en base a las normas sanitarias correspondientes a proceso con alimentos y a uno ergonómico para su fácil manipulación. Otro requerimiento es su presentación (estética) para que sea atractiva para su venta. El desarrollo de esta tesis está compuesto por 5 capítulos. En primer lugar se explica la problemática cuya solución se dará a través del sistema mecatrónico. En segundo lugar se expone los requerimientos mecánicos, eléctricos, electrónicos, de control y demás se presenta por medio de las vistas frontal, lateral, superior e isométrica al sistema. En el tercer capítulo se explica el funcionamiento por medio del diagrama de bloques, se describe a los sensores y actuadores utilizados, y cada plano mecánico, esquemático y diagrama de flujo del programa de control. En cuarto lugar se detallas un presupuesto para la implementación del sistema indicando cada componente con su respectivo proveedor o fabricante.Tesis
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Chávez, Vega Jhohan Harvey. "Investigations on electrical conducting magnetic hybrid materials for sensor and actuator systems." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7002.
Full textAbstract:
Scientists and engineers feel motivated in the presence of new elements or materials they cannot
comprehend. That is why when a material with a new properties or behavior arises, they do the
best to investigate on them until understand them and give some applications.
One of these kind of moderns materials are the ferrofluids, which have a special and very different
behavior when are induced under magnetic field and when not. These materials have plenty of
applications nowadays. Due to their smart behaviour they are used on dampers for automobile
suspensions, for measurement of fluid’s viscosities, acoustics and several more tasks.
Magneto sensible elastomers (MSE) are materials that own similar properties to ferrofluids, with
the substantial difference of being in solid state independently of the presence or absence of
magnetic field. MSE are composed on a polymer matrix that has magnetic particles that provide
them a smart behaviour under magnetic fields. For this project the magnetic particles were iron
powder and certain amounts of graphite were also added to give electrical conductivity.
In the current work it was fabricated several samples of MSE to study the behaviour of their
electrical and mechanical properties under the effect of a magnetic field. Permanent magnets were
used to induce the magnetic field on the probes and this field was changed by moving the magnets
away and close to the probes through a motorized positioning machine. The results obtained from
the experiments are summarized on conclusions that can be used in future to the design and
building of sensors and actuators.Tesis
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Martínez, Mejía Mario Oliver. "Diseño del subsistema mecánico-eléctrico para un sistema de control de temperatura de un tanque." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2012. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1484.
Full textAbstract:
En la actualidad la influencia que existe por parte de los sistemas de control sobre las
diversas ramas de la ingeniería ha ido en aumento; por lo que se esta convirtiendo en
un elemento útil y de necesidad primordial para su difusión y enseñanza. Una manera
óptima de reflejar estos conocimientos hacia los estudiantes es mediante el uso de
módulos educativos de sistemas de control.
Un caso particular, son los módulos de control de temperatura, los cuales cuentan con
diversas características técnicas y científicas, a su vez proporcionan a los docentes una
herramienta didáctica y práctica para la enseñanza. Los sistemas de control de
temperatura cuentan con sensores dispuestos en la planta los cuales proveen de
señales eléctricas a un interfaz conectada a un controlador, este a su vez, se encargará
de procesar los datos y enviará señales hacia los actuadores instalados también en la
planta. Su practicidad se basara en contar con un diseño el cual permita su conexión
con controladores PC’s, a su vez la reducción de costos para el desarrollo e
implementación se basaría en aplicar criterios de selección adecuados sobre los
elementos que componen el sistema.
La presente tesis tiene como objetivo el diseño del subsistema mecánico y eléctrico
correspondiente a la planta diseñada y su interconexión con un interfaz hacia una
computadora personal mediante una tarjeta de adquisición de datos.
El documento se compone de cuatro capítulos. En el primer capítulo se establece el
Estado del Arte de los módulos de Control de Temperatura. En el segundo capítulo se
muestra la Descripción del Sub-sistema Mecánico y Eléctrico que forman parte del
Sistema de Control. En el tercer capítulo se propone el diseño de cada subsistema. Y en
el cuarto capítulo, se realizan pruebas y simulaciones de los diseños propuestos.
Se concluye que la propuesta de diseño cumple con los requerimientos para las
distintas etapas que componen el sistema, y a un menor precio que los del mercado
internacional.Tesis
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Corman, Armas José Jhonatan. "Diseño de un exoesqueleto de mano basado en músculos activos artificiales (EAP) de dos dedos para ayuda en la vida diaria." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7090.
Full textAbstract:
Las principales enfermedades causantes de disfunción motora son los trastornos
neurológicos, los cuales comprenden desde la epilepsia, esclerosis múltiple,
Alzheimer, accidentes cerebros vasculares hasta dolor de cabeza. La pérdida total o
parcial de la autonomía de la mano es el resultado más frecuente. Esto ocasiona en la
persona la incapacidad para realizar sus tareas de forma independiente afectando
tanto su vida como su autoestima.
Los primeros dispositivos de ayuda en la vida diaria fueron los dispositivos netamente
mecánicos, en donde encontramos cucharas, tenedores, cuchillos especiales entre
otros, luego con la aparición de la electrónica los dispositivos evolucionaron hasta
convertirse en prótesis o exoesqueletos cada vez más sofisticadas. Entre las prótesis
más sofisticadas se encuentran las capaces de simular los movimientos, velocidad y
fuerza de una mano real; sin embargo, debido a su alto costo son muy poco usados en
el Perú.
La presente tesis tiene como objetivo principal el diseño en una versión primaria de
exoesqueleto de mano basado en músculo activo artificial (Flexinol) con dos dedos
para la ayuda en la vida diaria. Como objetivos específicos se estudiaron la
biomecánica de la mano, se analizó el uso del Flexinol, se implementó una mano
impresa en 3D y se diseñó el sistema eléctrico y electrónico para el control del Flexinol
con pruebas de movimientos y funciones básicas.
En el prototipo, se utilizaron técnicas de ahorro de corriente como PWM para excitar al
Flexinol; además, del uso de mosfets en lugar de transistores obteniendo un consumo
total entre 500-700 mA. Por otro lado, el control de la planta permitió reproducir los
movimientos de abducción y aducción de una mano real con una precisión de 2 grados
sexagesimales. Por último, el prototipo obtenido es de bajo costo y peso con la
finalidad de estar al alcance de todas las personas.Tesis
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Masin, Luciano Emanuel, and Lautaro Emanuel Prados. "Diseño, construcción y ensayo de un equipo acondicionador de señales mioeléctricas para su empleo como interface de control de actuadores." Bachelor's thesis, Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 2016. http://hdl.handle.net/11086/4286.
Full textAbstract:
Proyecto Integrador (IE-I.Biom.)--FCEFN-UNC, 2016Argumenta la obtención de señales analógicas, a partir de un sistema de adquisición de señales mioeléctricas obtenidas en pares musculares (en este caso biceps y tríceps), para el control de actuadores siendo, en este caso, un motor de continua, simulando el movimiento de un brazo. Para la obtención de las señales electromiográficas es necesario colocar 2 electrodos superficiales en cada músculo y 1 electrodo de referencia, en nuestro caso ubicado en el codo
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Córdova, Claros Josmell. "Diseño de un sistema de diagnóstico y control tolerante de fallas en actuadores para el proceso hidráulico de cuatro tanques acoplados." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9510.
Full textAbstract:
En este trabajo se presentan los resultados en simulación de un sistema de control tolerante
a fallas activo aplicado al proceso hidráulico de cuatro tanques acoplados. El sistema
de control tiene el objetivo de mantener las propiedades de desempeño deseadas con y sin la
presencia de fallas parciales en actuadores (bombas). El sistema de control tolerante se desarrolla
a partir de un sistema de detección y diagnóstico de fallas empleando el observador de
entrada desconocida para estimar los niveles de los tanques. Después, se generan los residuos
y se evalúan mediante un método basado en la norma del vector. Para aislar las fallas en los
dos actuadores se utilizan dos observadores de entrada desconocida. La ventaja de este observador
es el permitir estimar la magnitud de la falla. El mecanismo de compensación consiste
en calcular una nueva ley de control que se adiciona a la señal que envía el controlador. Este
método se conoce como compensación aditiva de fallas. Dicho método se aplica a dos tipos
de controladores: basado en realimentación de estados (con acción integral), y basado en matriz
dinámica. La principal contribución de este trabajo es el sistema de control tolerante, el
cual tiene la capacidad de mantener al sistema de control operando en presencia de una falla
parcial en uno de los actuadores con un desempeño cercano al obtenido cuando no hay fallas.
Se utiliza la integral del error cuadrático como ´índice de desempeño. Las pruebas de simulación en SIMULINK muestran que la estrategia de compensación permite que los niveles de
los tanques sigan sus valores de referencia de manera adecuada incluso en presencia de fallas.
La misma metodología se implementa en el software RSLogix 5000 y se descarga en un PLC
virtual, obteniéndose resultados similares a SIMULINK. Las simulaciones en SIMULINK y
RSLogix 5000 demuestran que el controlador tolerante a fallas tiene un rendimiento superior
en comparación al controlador sin compensación de fallas.Tesis
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Ramírez, Castillo Jorge Armando. "Diseño del concepto óptimo de la integración entre una máquina de cocción de granos de maíz con un sistema de activación a través de una interfaz cerebro- computador (BCI) que detecta caídas en el rendimiento en estudiantes universitarios para proporcionar descansos efectivos durante sesiones de estudio." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16980.
Full textAbstract:
Invertir largas horas en realizar una actividad académica sin tomar descansos, resulta siempre en una caída de rendimiento. Esto fue confirmado por un estudio realizado por la revista Harvard Business Review, el cual afirma que estar realizando una misma actividad durante largos periodos puede generar problemas como estrés, ansiedad, problemas de memoria, entre otros (Carmichael, 2015), que impiden que se continúe adecuadamente con las actividades que se están realizando. Asimismo, los descansos que se toman no son efectivos, pues parte de ese tiempo es ocupado, por ejemplo, para preparar alimentos o revisar el celular, no tomando un respiro para retomar las labores de la mejora manera. Ante esta problemática, el objetivo principal del presente trabajo se basa en la realización del diseño conceptual óptimo de un sistema integrado por una máquina automática para cocción de un alimento saludable sin necesidad de ser supervisada por un usuario, como lo son los granos de maíz y su sistema de activación mediante una interfaz cerebro-computador (BCI), para decodificar la actividad cerebral y detectar el momento en que se produce una caída de rendimiento, enviando un comando a la máquina para su activación, para así comenzar con el procedimiento de preparación, dando un aviso al usuario para que tome el descanso una vez que el alimento esté listo. La metodología del diseño empleada para la realización del presente trabajo de investigación está basada en la norma VDI 2206, para el diseño de sistemas mecatrónicos.Trabajo de investigación
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Quintanilla, Lozano Wilder Javier. "Diseño del sistema mecánico de un simulador de marcha para rehabilitación en locomoción de niños usando plataformas móviles con tres actuadores." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/1015.
Full textAbstract:
El trabajo de la presente tesis estará enfocado en diseñar un simulador de marcha del tipo pie-plataforma móvil accionado por tres actuadores para que el niño de 6 a 12 años de edad se entrene en el gesto de caminar. Asimismo, se espera que con los resultados de este trabajo se facilite disponer constructivamente de un simulador de marcha como herramienta en la práctica terapéutica de rehabilitación de niños con discapacidades locomotoras en sus miembros inferiores.Tesis
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Martínez, Castro Diego. "Metodología de diseño para minimizar el consumo de potencia y los retrasos en redes inalámbricas de sensores y actuadores con retrasos acotados." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2011. http://hdl.handle.net/10251/11552.
Full textAbstract:
La naturaleza y complejidad de las nuevas aplicaciones de monitorización y control, junto con los nuevos avances en miniaturización, la comunicación ubicua y la convergencia digital, han impulsado el desarrollo de las redes inalámbricas de sensores y actuadores, lo que ha permitido concebir nuevas aplicaciones que anteriormente eran poco viables debido a limitantes tecnológicos.
Los nodos de la red se distribuyen sobre el área de cobertura de la aplicación y cooperan para la solución de problemas específicos. Estas arquitecturas de sistemas aumentan la flexibilidad de los mismos, contribuyen a disminuir el impacto producido por los fallos en un componente y los costes de implementación, facilitan las actividades de diagnóstico, mantenimiento y trazabilidad en los procesos, y propician nuevos niveles de seguridad, confort y productividad en todas las áreas, cubriendo desde los entornos industriales hasta los individuos, como por ejemplo aplicaciones de domótica y del cuidado de la salud.
En general, estas aplicaciones demandan un elevado nivel de garantía de buen funcionamiento y seguridad, y su naturaleza concurrente y no determinista hace que su análisis y diseño sean complejos. Esto ha generado que en algunos casos no se obtenga una buena correspondencia entre los resultados experimentales y los objetivos de funcionamiento propuestos, lo cual es consecuencia del uso de modelos imprecisos para analizar y diseñar estos sistemas, métodos de validación poco elaborados y plataformas que no soportan los modelos empleados. Por lo que es deseable que el proceso de construcción de estos sistemas sea claro y comprenda los elementos necesarios para su realización.
Esta nueva área integra disciplinas que han tenido desarrollos aislados, tales como instrumentación, redes de comunicaciones, teoría de control, procesamiento de señales, computación e informática.Martínez Castro, D. (2011). Metodología de diseño para minimizar el consumo de potencia y los retrasos en redes inalámbricas de sensores y actuadores con retrasos acotados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11552
Palancia
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Telo, Gonçalo José da Conceição. "Estudo de um actuador baseado em ligas com memória de forma." Master's thesis, Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2013. http://hdl.handle.net/10362/11223.
Full textAbstract:
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre
em Engenharia Civil - Perfil EstruturasAs ligas com memória de forma (do inglês shape memory alloys) apresentam propriedades únicas no seio da engenharia e, em particular, da engenharia civil e por isso são alvo de interesse nas mais variadas áreas. Na sua aplicação sob a forma de actuadores é tirado partido do seu efeito de memória de forma, uma propriedade que se traduz na capacidade que estas ligas têm de recuperar a sua configuração original, após sofrerem deformações, através de um ciclo de aquecimento. Esta capacidade torna possível a produção de movimento e força, ou seja, a realização de trabalho, factor determinante na utilização como actuador. Neste trabalho foi instalado um setup experimental com o propósito de estudar o controlo da variável força, produzida por um fio de liga com memória de forma durante a sua mudança de fase. Para tal foram utilizados algoritmos de controlo implementados em LabVIEWTM, uma linguagem de programação gráfica. O controlo é baseado nas acções de controlo proporcional-integral-derivativo (PID), estudando-se a sensibilidade do controlador à variação dos parâmetros de controlo, por forma a obter uma resposta o mais optimizada possível. O objectivo desta dissertação é o estudo da viabilidade de aplicação deste tipo de material sob a forma de um controlador, seguindo uma estratégia de design para este. Para tal foi implementado o controlador e estudado num setup experimental, podendo posteriormente ser aplicado num modelo a uma escala reduzida de um elemento de fachada.
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Seminario, Reategui Renzo Andre. "Control of an over-actuated nanopositioning system by means of control allocation." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18659.
Full textAbstract:
This Master’s Thesis is devoted to the analysis and design of a control structure for
the nanopositioning system LAU based on the dynamic control allocation technique.
The objective is to control the vertical displacement with nanometer precision under a
control effort distribution criterion among the actuator set. In this case, the pneumatic
actuator is used as a passive gravity compensator while the voice coil motor generates
the transient forces. The analysis of the system characteristics allows defining the
design criterion for the control allocation. In this direction, the proposed dynamic
control allocation stage considers a frequency distribution of the control effort. The
lower frequency components are assigned to the pneumatic actuator while the higher
frequencies are handled by the voice coil drive. The significant actuator dynamics are
compensated through a Kalman filter approach. The position controller is based on a
feedback linearization framework with a disturbance observer for enhanced robustness.
The experimental validation demonstrates the feasibility of the proposed technique.Diese Masterarbeit widmet sich der Analyse und dem Entwurf einer Regelungsstruktur für das Nanopositioniersystem LAU. Dabei werden Methoden untersucht, welche das notwendige Stellsignal auf zwei Aktoren aufteilen. Ziel ist es, die vertikale Verschiebung des LAU mit Nanometerpräzision zu regeln. In diesem Fall wird der pneumatische Aktor als passiver Schwerkraftkompensator verwendet, während die elktromagnetische Tauchspule die transienten Kräfte erzeugt. Die Analyse der Eigenschaften des LAUSystems ermöglicht die Definition der Entwurfskriterien zur Aufteilung der Stellgröße. In dieser Richtung berücksichtigt die vorgeschlagene dynamische Methode eine Aufteilung der Stellgröße bezüglich der Frequenzanteile. Die niederfrequenten Komponenten werden dem pneumatischen Aktor zugeordnet. Dem elektromagnetische Aktor werden die verbliebenen hochfrequenten Anteile zugeordnet. Die signifikanten Effekte der Aktordynamik in Bezug auf die Bewegungsdynamik werden durch einen Kalman- Filteransatz kompensiert. Nichtlineare Streckenanteile werden basierend auf dem Modell und einem Störbeobachter kompensiert, sodass der verbleibende Anteil des Positionsreglers mit linearen Methoden entworfen werden kann. Die experimentelle Validierung zeigt die Effektivität des untersuchten Konzeptes.
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Huapaya, Blanco George Vincent. "Diseño de prototipo de máquina dobladora de polos de algodón con capacidad de 120 unidades por hora." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/16981.
Full textAbstract:
El presente trabajo tiene como finalidad el diseño conceptual a nivel mecánico, eléctrico, electrónico de una máquina automática para el doblado de polos con una capacidad máxima de 120 unidades por hora. Las prendas que ingresan a la máquina pasan por el proceso de planchado y se lee el código de barras perteneciente a cada polo. Con ayuda del sistema mecatrónico, el operario ahorra tiempo de doblado permitiéndole trabajar paralelamente con el embolsado de la prenda. Por otro lado, la presencia de la máquina brinda a las empresas menor tiempo de entrenamiento para sus nuevos trabajadores, ya que a estos les toma aproximadamente un mes para alcanzar la rapidez y calidad solicitada por los clientes. Para el desarrollo del trabajo y cumplir los objetivos se utilizan la metodología del diseño según la norma VDI 2221 y el proceso de innovación del MIT. Los materiales utilizados en el diseño se consideran no contaminantes para la prenda. Para el desarrollo del diseño se plantean exigencias mínimas, posteriormente, la elaboración de conceptos de solución, luego se realiza una evaluación cuantitativa y cualitativa. Finalmente, el diseño planteado comprende un bosquejo a mano alzada y un modelamiento 3D preliminar.Trabajo de investigación
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Espinoza, del Castillo Igor Joseph. "Sistema mecatrónico de escaneado e impresión para musicografía braille de piano." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/17058.
Full textAbstract:
La musicografía Braille es un sistema que utilizan las personas invidentes para
aprender música, equivalente a las partituras en tinta para las personas con visión
completa. En Perú, obtener una partitura en Braille es un proceso complicado, debido
a que se requieren de softwares de pago, una computadora, un escáner y una
impresora compatible costosa. Además, no existe un sistema que integre todos los
pasos de obtención de partituras Braille. Por ello, se establece como objetivo
principal de este trabajo de investigación el diseño conceptual de un sistema
mecatrónico de escaneado e impresión para partituras Braille de piano.
La metodología empleada en el presente documento establece definir la problemática
e investigar el estado de la tecnología respecto a la obtención de partituras Braille.
Luego, definir una lista de requerimientos del sistema, abstraer el proceso en
funciones, vincularlas y crear conceptos de solución. Con estos, se elige un ganador
y se lo mejora. El concepto de solución óptimo final que se obtuvo se divide en los
subsistemas de energía, de procesamiento y control, de actuadores y de sensores.
Además, la parte mecánica se puede dividir en selección, transporte, impresión y
dispensado de la hoja.
El diseño conceptual obtenido cuenta con un sistema de rodillos que permite el
movimiento de papel en el proceso, y con sensores en cada etapa. También, utiliza un
cabezal de punzonado que permite imprimir varios puntos de una celda Braille a la
vez. Además, el microprocesador permite controlar el proceso, así como digitalizar y
traducir la partitura escaneada. De esta manera, se cumple el objetivo inicial de
plantear conceptualmente una solución para brindar mayor accesibilidad en la
obtención de partituras a las personas con discapacidad visual.Trabajo de investigación
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Tang, Juy Javier Antonio. "Estudio comparativo de exoesqueletos de miembros superiores de actuación pasiva basados en técnicas de compensación de carga." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18211.
Full textAbstract:
En este trabajo se desarrolló un estudio comparativo de los principales exoesqueletos
industriales de miembros superiores con actuación pasiva desarrollados en la
actualidad, los cuales tienen la finalidad de proveer una fuerza de asistencia para
minimizar la fatiga del usuario al trabajar en posiciones poco ergonómicas por tiempos
prolongados. Estos exoesqueletos se basan en principios o técnicas de compensación
de carga, las cuales incorporan distintas configuraciones y mecanismos con actuadores
pasivos, tales como resortes acoplados a sistemas de cables y poleas; resortes
acoplados a mecanismos de levas con seguidor, entre otros; para finalmente generar
una fuerza que equilibre la carga que se desea manipular.
En este sentido, primero se realizó una revisión bibliográfica de la tecnología en
exoesqueletos, con énfasis en los principales exoesqueletos desarrollados actualmente
para ser aplicados en el sector industrial. Se determinó que, para aplicaciones
industriales, la alternativa más viable es optar por el desarrollo de exoesqueletos
pasivos. Por consiguiente, una vez presentado el panorama actual de la tecnología en
exoesqueletos industriales pasivos, se investigaron las principales técnicas de
compensación de carga en las cuales se basan los mecanismos de actuación
incorporados por estos dispositivos. Esto se realizó con la finalidad de analizar los
principios físicos y/o mecánicos de funcionamiento de los mecanismos de actuación
pasivos. Finalmente, se procedió a analizar 8 de los principales exoesqueletos
industriales de miembros superiores de actuación pasiva, para luego compararlos y
determinar las ventajas de las distintas técnicas de compensación de carga aplicadas
en el desarrollo de sus mecanismos de actuación.Trabajo de investigación
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Ribeiro, Igor André Almeida. "Controlo de qualidade de embalagens usando visão industrial." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2010. http://hdl.handle.net/10773/4308.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia de Automação IndustrialO presente trabalho teve como objectivo o desenvolvimento de um sistema de visão industrial para controlo de qualidade de embalagens. Foi ainda projectada uma aplicação em visão para inspeccionar determinadas características em cúpulas de aerossóis e detectar não conformidades. As não conformidades a inspeccionar nas embalagens de plástico inclui pontos pretos na superfície externa da embalagem, excesso ou falta de material no gargalo, circularidade do gargalo e inclinação do gargalo. A primeira etapa do trabalho consistiu em estudar o problema e encontrar soluções em algoritmos de visão que atingissem resultados satisfatórios considerando os objectivos propostos. Após a análise do problema, e definição exacta das não conformidades a detectar, foi seleccionado o equipamento e componentes de hardware necessários para a montagem completa do sistema tendo como base em ensaios laboratoriais. A selecção abrange os componentes de visão (câmaras, ópticas, sistema integrado e iluminação), os sensores, as electro-válvulas, os actuadores pneumáticos e os componentes do quadro eléctrico. Outra fase importante foi projectar uma estrutura que permitisse a integração do sistema numa linha de montagem padrão; A estrutura deve eliminar a influência da iluminação exterior de forma a tornar a solução robusta. A componente principal, e mais relevante, deste trabalho foi aplicação de visão desenvolvida com recurso ao programa Sherlock. A aplicação detecta não conformidades em embalagens através de várias metodologias e ferramentas disponíveis. A aplicação, em conjunto com os sensores e actuadores, retira, no caso de detectar uma não conformidade, a embalagem da linha de produção. Seguindo indicações dadas pela indústria, e potenciais utilizadores do sistema, este é totalmente personalizável através de uma interface em que se poderá ajustar os níveis e limites das não conformidades das embalagens, dado que nem todos os clientes exigem o mesmo nível de controlo. Em ensaios laboratoriais, utilizando equipamentos industriais, a aplicação foi testada em 60 embalagens, entre as quais 12 não conformes. Para este conjunto de embalagens a taxa de eficácia na detecção foi de 100% provandose a robustez da solução. Na instalação final em unidade fabril e na sua operação inicial serão admissíveis ainda adaptações finais do sistema.
This study aimed to develop an industrial vision system for quality control of plastic flasks. Also, some analyses have been made to inspect some characteristics of aerosols domes, and solutions were also proposed to detect defects. Non-conformities to be detect on the plastic flask include black dots on the outer surface, excess or shortage of material in the neck, roundness and inclination of the neck.The first stage of this work was to study the problem and to devise solutions with artificial vision to reach satisfactory results to the manufacturing requirements. After analyzing the problem and having defined precisely the defects to inspect, the necessary equipment and hardware components were selected based also on several laboratorial tests that were carried out. The selection covers the components of vision (cameras, lenses, integrated system and lighting), sensors, solenoid valves, pneumatic actuators, and components of the switchboard. Another important phase has been the design of a structure to allow the integration of the system on a standard assembly line; this structure takes into account precautions against the influence of outdoor lighting for additional robustness of the system. The central and most relevant component of the work was the vision application developed using the Sherlock industrial software. The developed application detects non-conformities in flasks through various methodologies and available tools. The application, by means of sensors and actuators, also removes the faulty flasks out of the production line, whenever they are found. Following indications of manufacturers, and potentially the future operators of the developed system, this equipment is fully customizable at the user interface stage in order to adjust the levels and thresholds of defects in flasks, since not all customers require the same level of quality control. In laboratories tests, using industrial equipment, and real flasks the application was tested in 60 units, 12 of which had various non-conformities. The effective detection rate was 100% for this set showing the preliminary robustness of the solution. Further adjustments will still be possible during the final installation on the shop floor and even during operation.
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Iriarte, Chávez Pedro José Pablo. "Control de la posición de un cañón para tiro antisuperficie abordo de una corbeta misilera." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.12404/15144.
Full textAbstract:
Los cañones de artillería de las corbetas misileras con que cuenta la Marina de Guerra del Perú, poseen un sistema de control de tiro con tecnología analógica de los años 80´s, que actualmente presentan una serie de desventajas respecto al gran avance tecnológico de los sistemas electrónicos y digitales, quedando en desuso y con gran obsolescencia técnica.
El tiro antisuperficie se realiza con el cañón 76 mm. instalado a proa de la cubierta principal de las corbetas misileras; el cual lo ejecuta en forma automática de acuerdo al seguimiento que efectúe el radar de control de tiro, y la solución al problema de tiro que efectúe el calculador del sistema de control.
El sistema de control de tiro recibe las señales provenientes de los diversos sistemas periféricos del buque, así como de las tablas de tiro, para realizar el cálculo y determinar el ángulo de elevación y el ángulo de ronza con que debe posicionarse el cañón para ejecutar el disparo.
En la presente tesis se realiza una introducción a la corbeta misilera y sus características, armamento y sensores; se explica en qué consiste el tiro antisuperficie y sus particularidades; asimismo, se analiza la problemática con que se cuenta para controlar la posición del cañón y realizar el tiro adecuadamente. Finalmente, se plantean técnicas de control para determinar la posición del cañón a fin de realizar tiro antisuperficie.
El trabajo consta de la simulación de un sistema de control con calculador que determine cuál es el ángulo de elevación y ángulo en ronza del cañón para ejecutar el tiro en la posición deseada donde se encuentre el blanco. El principal aporte de la presente tesis es el desarrollo del sistema de control de la posición de un cañón, que permite alcanzar los requerimientos para ejecutar un tiro antisuperficie, el cual podría ser implementado en base a tecnología actual.Tesis
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Córdova, Ricapa Fernando. "Practical implementation of fault detection scheme in a three tank system." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/7012.
Full textAbstract:
This thesis presents a practical implementation of fault detection scheme in a real
system by using residuals signals. These residuals have been generated applying the
method of a model-based fault diagnosis. Different approaches have been studied
and the corresponding algorithms developed. The object of the investigation is
the three tank system in which different kind of methods of fault detection were
performed. Various scenarios in which faults are simulated in actuators, sensors or
components are analyzed considering also the presence of noise. Due to the inherent
system characteristics it presents four possible work regions which are usually not
taken into account in literature, but studied in this thesis. Also special cases, when
the system goes from one region to another through critical points in which the
system presents singularities, are shown. Faults will be performed around the time
when the system states lie in the neighborhood of the critical points and the main
task is now to overcome these singularities and achieve successfully a fault detection.Tesis
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Baptista, Vasco José Dias. "B-live wireless: um protocolo de tempo-real para domótica habitacional." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2011. http://hdl.handle.net/10773/7345.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesA tendência de envelhecimento da população tem-se vindo a agravar causando uma pressão significativa ao nível das organizações que suportam os serviços de saúde e de acção social. Uma solução para este problema consiste em permitir que a população idosa ou com limitações funcionais possa continuar a viver no conforto das suas habitações. Neste cenário, a habitação terá de integrar um sistema de automação “inteligente” que, além de ajudar as pessoas nas suas actividades diárias, monitorize a sua condição de saúde. O projecto Living Usability Lab tem como objectivo o uso de interfaces multimodais, redes de sensores sem-fios, redes de nova geração e computação distribuída para melhorar a qualidade de vida da população idosa nas suas habitações. No âmbito deste projecto será desenvolvida uma rede heterogénea de sensores e actuadores que permitirá monitorizar o ambiente, a ocorrência de eventos, a localização e movimento de pessoas, e a sua saúde. A Micro I/O é o parceiro do projecto que desenvolve a infra-estrutura de comunicação sem-fios local, detendo know-how em domótica devido à experiência anterior no desenvolvimento de uma solução chamada B-Live. Esta dissertação é enquadrada no desenvolvimento de um protocolo de comunicações que permite não só potenciar as funcionalidades originais do B-Live, utilizando comunicações sem-fios, como também satisfazer os requisitos da rede de sensores e actuadores a desenvolver no âmbito do projecto Living Usability Lab. Assim, esta dissertação apresenta um protocolo sem fios capaz de suportar fluxos de tráfego com requisitos de qualidade de serviço diferenciados, mesmo em ambientes abertos em que outras tecnologias de contenção competem pelo meio.
The trend of the elderly population aging has been increasing, putting a significant pressure on the organizations supporting health care and social services. One solution for this problem consists in allowing the elderly and the impaired population to continue living in the comfort of their homes. In this scenario, the home will integrate an “intelligent” automation system that, besides helping them in their daily activities, will monitor their health condition and trigger an alarm whenever an abnormal condition is detected. The Living Usability Lab project has the goal of using multimodal interfaces, wireless sensor networks, new generation networks and distributed computing to improve the quality of life of the elderly population in their homes. In the scope of this project, a heterogeneous network of sensors and actuators will be developed, allowing to monitor the environment, to detect the occurrence of events, to perform the localization and movement of people as well as to watch their health. Micro I/O is the project partner responsible for developing the local wireless communication infrastructure, having know-how on the development of home automation systems due to previous experience in the B-Live project, a solution for domotics. This thesis results from the development of a protocol that, besides allowing fueling the original features of B-Live with wireless communications, can satisfy the requirements of the sensor and actuator network to be developed under the scope of the Living Usability Lab project. As such, it presents a wireless communication protocol capable of supporting data flows with differentiated QoS requirements, even in open environments, where other contention technologies may compete for the medium.
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Torres, Ricalde Diego Rodrigo. "Propuesta conceptual de un dispositivo tipo exoesqueleto para asistir a la articulación de la rodilla al correr." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/18210.
Full textAbstract:
En el presente trabajo de investigación se ha realizado el diseño conceptual (en base a la
norma VDI 2221) de un exoesqueleto para asistir y proteger la articulación de la rodilla al
correr. Este diseño ha sido seleccionado entre varias alternativas de solución luego de una
evaluación técnica-económica basada en criterios considerados importantes para un
exoesqueleto de este tipo.
Se ha realizado una breve revisión de la anatomía, fisiología y biomecánica de los miembros
inferiores del cuerpo humano. Así mismo, se han evaluado las necesidades que tendría el
usuario del exoesqueleto en mención, así como algunos de los parámetros más importantes
al momento de correr. De esta manera, se han determinado los requerimientos con los que
debe cumplir el dispositivo mencionado.
Se han investigado diversos exoesqueletos y se han estudiado los componentes utilizados
en estos. Además, se han hecho comparaciones entre los tipos de actuadores que suelen ser
usados y también entre algunas configuraciones especiales de estos. De esta forma, se
determinaron los componentes que pueden cumplir con las funciones de la matriz morfológica
para cada dominio (mecánico, eléctrico – electrónico y de control).
Se presentan también las alternativas para la estructura de funciones y se elige aquella
considerada óptima, a partir de la cual se han elaborado las matrices morfológicas respectivas
y se han propuesto las alternativas de solución que cumplen con el objetivo general de este
trabajo.Trabajo de investigación
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Torres, Ricalde Diego Rodrigo. "Diseño de un exoesqueleto para asistir la articulación de la rodilla al correr." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.12404/20142.
Full textAbstract:
En la presente tesis se realiza el diseño de un exoesqueleto para asistir la articulación de la rodilla al correr. Una característica importante de este diseño es la fuerza que puede generar teniendo en cuenta que tiene una masa de 4.2 kg (con una masa de 1.3 kg en cada pierna y 1.6 kg cargados en una mochila), con lo cual se puede considerar ligero en comparación a otros exoesqueletos con funciones similares. Esto es posible gracias al uso de métodos de optimización de forma y materiales ligeros, pero al mismo tiempo resistentes.
El diseño se basa en un concepto de solución, así como en una serie de consideraciones, y aborda la selección y el dimensionamiento de los componentes del exoesqueleto, además de simulaciones mediante el método de elementos finitos para verificar el funcionamiento de estos e incluso diseñar algunos de ellos. También se presentan los planos de ensamble y despiece para su fabricación, así como el diagrama esquemático para la fabricación y conexión de las tarjetas electrónicas diseñadas.
El exoesqueleto presentado en este trabajo es capaz de generar un momento de hasta 71 Nm (aproximadamente) mediante el uso de un resorte de torsión, un innovador mecanismo de transmisión y un freno electromagnético. Por otro lado, utiliza un motor sin escobillas de rotor externo, sensores de efecto Hall y codificadores de anillo para realizar un control de fuerza, en base a la deformación del resorte de torsión, con el fin de que el usuario pueda mover su pierna sin impedimentos, tanto al correr como al caminar. Así, al utilizar este motor con el freno electromagnético mencionado anteriormente, se alcanza una alta eficiencia del sistema, lo que permite que este tenga una autonomía de aproximadamente una hora utilizando un par de baterías.
Por último, es importante mencionar que el costo de fabricación estimado del dispositivo es de S/. 9880 aproximadamente, incluyendo la importación de ciertos elementos que no se pueden encontrar en el país. Así mismo, el costo de diseño se estima en S/. 38,000.
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Torre, Zevallos Roberto de la. "Diseño del circuito de control de un actuador para un brazo robot de apoyo en artroscopia de rodilla para diagnóstico de lesiones." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2009. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/700.
Full textAbstract:
El presente trabajo de tesis aborda el tema de cirugía robótica, una tecnología
aplicada en países extranjeros y ausente en el Perú. Se busca aplicar la tecnología
robótica a la técnica quirúrgica endoscópica en las ramas de laparoscopia y
artroscopia.
La endoscopia es una técnica que permite al cirujano ver al interior del paciente
usando una microcámara que es insertada a través de una pequeña incisión hecha al
paciente. Esta técnica puede aplicarse a diferentes partes del cuerpo, cuando se
aplica al estómago es llamada laparoscopia y cuando se aplica a la rodilla se le
conoce como artroscopia.
En Lima, los cirujanos tienen experiencia en la aplicación de laparoscopia y
artroscopia aunque su número es reducido debido a la complejidad de aprendizaje y
realización de estas técnicas. Por otra parte la tecnología robótica no es aplicada en
los hospitales de la capital, a pesar de ello existen nacientes líneas de investigación
impulsadas por universidades de las principales ciudades del país.
El propósito del presente trabajo de tesis es iniciar una línea de trabajo en cirugía
robótica mediante el estudio de los asistentes robóticos para cirugía y el uso de la
tecnología robótica disponible en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP).
Se han planteado dos objetivos principales: el diseño de un circuito de control para un
actuador de un asistente robótico para artroscopia y la simulación del control de un
artroscopio usando un brazo robot industrial. El trabajo está dividido en tres partes:
investigación de la problemática en robótica, laparoscopia y artroscopia de Lima,
diseño del circuito de control de un actuador para un asistente robótico para
artroscopia y simulación del control de un artroscopio usando un brazo robot usado en
manufactura.
La importancia del diseño del circuito de control radica en el control del movimiento de
la cámara que explora la articulación de la rodilla, por otra parte la simulación busca
obtener datos que muestren las ventajas de usar tecnología robótica para movimientos
precisos de cirugía.Tesis
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Valente, André Gonçalo Sabino. "DSCL and GSCL in ETSI M2M platform." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/14554.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Eletrónica e TelecomunicaçõesMachine to Machine (M2M) is a technology facing huge expansion in the coming years. One can claim that digital technological breakthroughs have changed modern society and the way it interacts with the surroundings. The decreasing prices of sensors/actuators have led to a completely new way of managing industry. The abundance of existing networks, has revolutionized the way a company can check, provide and regulate information about his product. A concept that we must take into account and is very often associated with M2M communications is the Internet of Things, the purpose of this approach is to connect billions of objects and take advantage of their functions as many times as intended. This dissertation will have its focus on developing components for an architecture node M2M. It will focus on certain critical components like the Device Service Capabilities Layer (DSCL), belonging to ETSI M2M architecture according to TS 120 690 standard. These components are traditionally called sensor nodes, in this document technical requirements and limitations are going to be faced aiming a final design.
M2M é uma tecnologia voltada para grande expansão nos próximos anos. Pode-se afirmar que os avanços tecnológicos digitais mudaram a sociedade moderna e a forma como esta interage com o ambiente. Os preços decrescentes de sensores/atuadores levaram a uma forma completamente nova de gestão da indústria. A abundância de redes existentes, revolucionou o modo como uma empresa pode verificar, fornecer e regular as informações sobre o seu produto. Um conceito que temos de levar em conta e é muito frequentemente associado com comunicações M2M é a Internet das coisas, o objetivo dessa abordagem é conectar bilhões de objetos e tirar proveito de suas funções varias vezes. Esta dissertação terá seu foco no desenvolvimento de um nó para uma arquitetura M2M. Esta irá se concentrar em determinados componentes críticos, como o DSCL, pertencente à arquitetura M2M do standard European Telecommunications Standards Institute (ETSI) de acordo com o padrão TS 120 690. Estes equipamentos são tradicionalmente chamados nós, neste documento os requisitos técnicos e as limitações vão ser confrontados com o objetivo de projetar um protótipo final.
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Coutinho, João Pedro de Almeida. "Estudo comparativo de atuadores capacitivos para implantes ativos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2017. http://hdl.handle.net/10773/23606.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia MecânicaPara o desenvolvimento de implantes instrumentados ativos, dotados de capacidade para controlar a sua integração com os tecidos ósseos circundantes, é necessário analisar o comportamento de sistemas de atuação terapêutica. Estudos anteriores observaram o potencial osteogénico da estimulação eletromagnética e, em particular, usando estimuladores capacitivos. O objetivo deste estudo é analisar comparativamente as características dos estímulos aplicados a meios celulares osteoblásticos, em estados de alta e baixa confluência, por vários sistemas de atuação capacitiva: uma configuração em paralela e quatro em co-superfície (padrão listado, interdigitada 1.0, interdigitada 2.0 e circular). Para tal utilizou-se o software Comsol, onde através da física “magnetic and eletric fields” foi possível conduzir a simulação do estimulo aplicado ao meio celular. A excitação aplicada aos elétrodos tratou-se de um sinal sinusoidal, de amplitude 10 V e frequências de 14 Hz e 60 kHz. Foram simulados os modelos reais, referentes a sistemas testados experimentalmente in vitro e modelos simplificados, compostos apenas por 3 elétrodos. Concluiu-se que: (1) para todas as configurações testadas se atingiram magnitudes de campos elétricos e magnéticos capazes de potenciar as três fases de maturação dos osteoblastos (proliferação, diferenciação e mineralização) quando comparado com outros estudos in vitro; (2) O estado de confluência não altera significativamente os estímulos elétricos e magnéticos aplicados ao meio celular; (3) a magnitude dos estímulos varia proporcionalmente com a amplitude da excitação aplicada aos elétrodos; (4) Recorrendo a altas frequências o campo elétrico não se anula sob os elétrodos-ânodo, exceto para configurações com elétrodos de espessura reduzida; (5) Os valores máximos de campo magnético encontram-se sempre entre as interfaces dos elétrodos e se suficientemente próximos entre as interfaces elétrodo-placa de Petri; (6) Com a diminuição da espessura verifica-se um padrão mais definindo do campo magnético nas interfaces dos elétrodos-cátodo e elétrodos-ânodo; (7) A replicabilidade dos campos elétricos e magnéticos é possível para estímulos de baixa frequência, para altas frequência apenas com os elétrodos de espessura reduzida tal se verifica, nos restantes ocorrem fenómenos nas altas frequências que impedem o uso de modelos simplificados para a análise da dinâmica eletromagnética. Ainda não é possível afirmar a melhor configuração de elétrodos a adotar mas com este estudo, realizando futuros ensaios in vitro e cruzando a resposta biológica com tais dados será possível concluir com mais precisão quais os melhores parâmetros e configurações que poderão vir a servir de atuadores capacitivos num implante instrumentado ativo.
For the development of active instrumented implants equipped with the ability to control their integration with the surrounding bone tissues, it is necessary to analyze the behavior of therapeutic actuation systems. Previous studies have observed the osteogenic potential of electromagnetic stimulation using capacitive stimulators. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the stimuli applied to osteoblastic cellular media, in high and low confluence states, by several capacitive actuation systems: a parallel and four with a cosurfaced configuration (listed pattern, interdigitated 1.0, interdigitated 2.0 and circular). For this purpose, the Comsol software was used, where through the physics “magnetic and electric fields” it was possible to conduct simulation of the stimulus applied to the cellular medium. The excitation applied to the electrodes was a sinusoidal signal, amplitude 10 V and frequencies of 14 Hz and 60 kHz. A real model (like the experimentally tested in vitro systems) and a simplified one (composed only by 3 electrodes) were simulated. The outcomes were: (1) for all tested configurations, it was possible to reach magnitudes of electric and magnetic fields capable of enhancing the three stages of osteoblasts maturation (proliferation, differentiation and mineralization) when compared to other in vitro studies; (2) The state of confluence does not significantly alter the electrical and magnetic stimuli applied to the cellular environment; (3) the magnitude of the stimuli varies proportionally with the amplitude of the excitation applied to the electrodes; (4) Using high frequencies, the electric field does not cancel under the anode-electrodes, which is an exception for configurations with reduced-thickness electrodes; (5) Maximum magnetic field values are always between the electrode interfaces and between the Petri plate-electrodes interfaces, if they are close enough; (6) With the decrease of the thickness, a more defining pattern of the magnetic field is verified in the interfaces of the electrodes-cathode and electrodes-anode; (7) The replicability of the eletric and magnetic fields is possible for low frequency stimuli, for high frequency only with the low thickness electrodes that happens, in the others occur phenomena in the high frequencies that prevent the use of simplified models for the analysis of the dynamics electromagnetic fields. It is not yet possible claim what is the best configuration of eletrodes to be adopted, but with this study and by conducting future in vitro experiments and crossing the biological response with such data, it will be possible to, affirm, more precisely, which are the best parameters and configurations that could serve as capacitive actuators for active instrumented implants.
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Soares, Paulo Marcelino Botelho. "Desenvolvimento de uma eletroválvula proporcional de baixo consumo energético para águas domésticas." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2016. http://hdl.handle.net/10773/18369.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia MecânicaA regulação do caudal de água nos processos de aquecimento de águas dom ésticas é um fator muito importante. Neste sentido, a presente dissertação propõe-se desenvolver e testar um protótipo de válvula proporcional que procura simultaneamente ter uma performance superior ao nível da regulação do caudal e ser mais e ciente a nível energético. A solução desenvolvida utiliza alguns dos princípios das servo-válvulas hidráulicas, por forma a realizar uma ampli cação da potência do atuador. O desenvolvimento desta válvula foi feito recorrendo às ferramentas de modelação e simulação em ambiente MatLab/Simulink . Para além do desenvolvimento concetual, também foi construído um protótipo físico, para averiguar a validade dos resultados obtidos em ambiente simulado.
The water ow regulation is a key factor in domestic water heating processes. This master dissertation aims to develop and test a prototype of a high performance proportional valve for the regulation of the ow of water while presenting a low energy consumption. The development of this water valve is made using modelling and simulation tools such as MatLab/Simulink . Besides the conceptual modelling, a prototype was built to test and validate the simulation results.