Control de brazo robotico mediante LEAP- Motion PDF

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Control de brazo robotico mediante LEAP- Motion y el software LabView...

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DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL MECATRÓNICA TEMA: MANIPULACIÓN DEL ROBOT LYNXMOTION MEDIANTE LEAP MOTION Y EL SOFTWARE LABVIEW AUTORES: LUIS QUINGA RONNY PAREDES CARLOS NOLIVOS FABRICIO SISALIMA XAVIER TITUAÑA BRYAN CHUQUIMARCA ANDRES BALAREZO NIVEL: 8° MECATRÓNICA DOCENTE: ING. PATRICIA CONSTANTE LATACUNGA 2019

I.

TEMA

MANIPULACIÓN DEL ROBOT MOTION Y EL SOFTWARE LABVIEW

II.

LYNXMOTION MEDIANTE

LEAP

OBJETIVOS •

OBJETIVO GENERAL

Realizar la programación correspondiente en el software Labview para el control del brazo robótico Lynxmotion, mediante el uso de la aplicación Leap Motion.

•

OBJETIVOS ESPECÍFICOS o Identificar los drivers y aplicaciones necesarias que permitan vincular LEAP MOTION y el software de Labview. o Manipular el brazo robótico Lynxmotion mediante LEAP MOTION.

III.

MARCO TEÓRICO

➢ Robot Lynxmotion Lynxmotion es uno de los fabricantes más antiguos de kits de robots, incluidos los brazos de robot, los robots andadores bípedos, los cuadrúpedos, los hexápodos, los vehículos sobre orugas y sobre ruedas, y más. Somos el hogar del sistema modular de construcción robótica conocido como el Servo Erector Set. (Lynxmotion, 2012) RobotShop continúa su expansión en el mercado de UAV mediante la adquisición de la tecnología de FlyingEinstein. RobotShop anunció hoy la adquisición de la tecnología detrás de Flying Einstein LLC, un fabricante con sede en Florida que diseña y produce controladores de vuelo para UAV y aviones no tripulados. "Desde nuestra llegada al mercado de aviones no tripulados hace diez meses, nuestro equipo de UAV dirigido por Eric Nantel (también conocido como DiaLFonZo) observó rápidamente la necesidad de un controlador de vuelo plug-and-play fácil de usar que sea compatible con todas las funciones de MultiWii", indicó Mario Tremblay. CEO de RobotShop. (Lynxmotion, 2012)

Figura 1. Lynxmotion AL5A.

➢ SSC-32 Servo Para los kits que incluyen la tarjeta servo controladora SSC-32, la nueva utilidad de secuenciador servo SSC-32 está ahora disponible como una utilidad descargable gratuita que facilita la experimentación con robótica y animatronics. (Lynxmotion, 2012) Esta utilidad es un ejemplo del tipo de programa que puede construirse utilizando FlowBotics Studio, que incluye este programa como un proyecto de demostración de código abierto. El programa de utilidad SSC-32 Servo Sequencer le permite mover fácilmente los servomotores, calibrar su posición, almacenar y reproducir secuencias de movimiento, actualizar el firmware del SSC-32 y más. (Lynxmotion, 2012)

Figura 2. SSC-32 Servo Sequencer.

➢ Conector DB9 El conector DB9 (originalmente DE-9) es un conector analógico de 9 clavijas de la familia de conectores D-Subminiature (D-Sub o Sub-D). Se utiliza principalmente para conexiones en serie, ya que permite una transmisión asíncrona de datos según lo establecido en la norma RS-232 (RS-232C). (CCM, 2017) Se debe tener en cuenta que existen adaptadores DB9-DB25 para convertir fácilmente un enchufe DB9 en uno DB25 y viceversa.

Figura 3. Conector DB9.

➢ LabVIEW LabVIEW ofrece un enfoque de programación gráfica que le ayuda a visualizar cada aspecto de su aplicación, incluyendo configuración de hardware, datos de medidas y depuración. Esta visualización hace que sea más fácil integrar hardware de medidas de cualquier proveedor, representar una lógica compleja en el diagrama, desarrollar

algoritmos de análisis de datos y diseñar interfaces de usuario personalizadas. (National Instruments, 2018)

Figura 4. LabVIEW - Interfaz.

➢ LEAP MOTION Leap Motion es un sensor que nos permite controlar el ordenador a base de gestos en el aire, tanto usando los dedos como con las manos completas. Lo que hace es trazar una imagen virtual de nuestras manos y articulaciones desde la muñeca, y rastrea todos los movimientos. Al usarlo, tendremos la sensación de estar en esa típica escena de película de ciencia ficción donde los protagonistas interactúan con el ordenador haciendo movimientos en el aire. La gran diferencia es que en ellas siempre hay alguna referencia flotando en el aire, con este sistema tenemos que hacer gestos con la pantalla como única referencia. (Oleaga, 2014) Estamos acostumbrados a los inputs del ordenador en dos dimensiones, como el ratón o una pantalla táctil, así que el Leap motion nos descubre la tercera dimensión, añadiendo mayor profundidad. Aunque es una gran innovación, como todo lo nuevo, costará adoptarlo y poder llegar a ver las posibilidades que puede ofrecer un dispositivo así, ya que aquí tenemos muchas partes implicadas, sobre todo el ecosistema de desarrolladores que necesita creando aplicaciones para Leap Motion. (Oleaga, 2014) El sistema para el usuario es muy simple. Cuenta con un sensor del tamaño de un pendrive que se enchufa en el puerto USB y que detecta el movimiento de nuestras manos sobre él, interpretando los gestos que vayamos haciendo como acciones en el ordenador. (Oleaga, 2014)

Figura 5. LEAP MOTION

IV.

PROCEDIMIENTO

A continuación se detalla los pasos a seguir para el desarrollo de la práctica: i. ii. iii. iv.

Descargue el toolkit para utilizar Leap Motion a través del software VI Package Manager. Descargue los drivers para que funcione adecuadamente el dispositivo. Ejecute el software LabView. Identifique las partes principales del robot Lynxmotion.

Mediante el movimiento manual en el software labview, se identifica los valores angulares máximos y mínimos, así como la dirección del movimiento del brazo, como se muestra en la Figura 6.

Figura 6 Movimiento de las partes constitutivas del brazo robótico

v. vi. vii.

Establezca la comunicación entre la tarjeta controladora del robot y la PC. Verifique que la comunicación se ha efectuado correctamente. Identifique todos los movimientos del robot así como sus limitaciones.

Los movimiento que se realizaran para el brazo robótico, están comprendido entre los 1400 a 1600 ángulos, lo cual permitirá manipular de manera muy precavida al brazo mediante Leap Motion, como se muestra en la Figura 7.

Figura 7 Asignación de valores de movimiento para el brazo robótico

viii.

Cree un VI con las herramientas de Leap Motion para controlar los movimientos del robot.

En el bloque de programas de labview, se encuentran la aplicación necesaria para el desarrollo de programación de LEAP MOTION, como se muestra en la figura

Figura 8 Bloques de programación para uso de LEAP MOTION

Al identificar los bloques de programación se proceden a la integración de los mismos, de tal manera que el programa identifique el número de dedos que se detectan por Leap Motion, esto permitirá el movimiento del brazo robótico, el número de dedos de la mano derecha, controlara los eslabones del brazo robótico, y el número de dedos controlara el aumento de ángulos para el movimiento en los servos, con valores comprendidos entre y 1400 y 1600.

Figura 9 Programación para detección de número de dedos, de la mano derecha e izquierda

ix.

Ejecute el VI para revisar los movimientos programados; en caso de existir algún inconveniente o error, corríjalo.

De acuerdo a la programación desarrollada, se identifica los movimientos de brazo robótico mediante leap motion, en la Figura 10 y figura 11 se evidencia el panel frontal y el bloque de programas desarrollados en labview respectivamente.

Figura 10 Panel frontal

Figura 11 Bloque de programa

x.

Evidencie con fotografías el resultado de la práctica.

Figura 12 Movimiento del brazo robótico mediante leap motion

V.

RESULTADOS

A continuación, se presentan los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio desarrollada, específicamente el VI desarrollado en LabVIEW para que el brazo robótico ejecute los movimientos programados con el sensor Leap Motion: En la Figura 11, se observa el VI utilizado para la programación del movimiento del brazo robótico mediante el uso de leap motion, entre las particularidades encontradas en la programación, se identificó, dificultades en el movimiento del robot, ya que la tarjeta controladora permanecía activa un cierto momento, en el cual se podía controlar los movimientos desde leap motion, pero luego se evidenciaba una desconexión de la tarjeta, luego de comprobar con varias tarjeta, obteniendo el mismo resultado, se concluyó, que el posible problema radicaba en la programación, es así que al analizar las posibles soluciones, se realizó dos ciclos while uno dentro de otro, en el cual en el primer ciclo estaba controlado por la programación de leap motion, y en

el while interior controlado por la programación del brazo robótico, la finalidad de esta programación consistía en que el software asegure realizar un movimiento a la vez, tome la señal de leap motion, termine por completo su movimiento y esta sea la señal de salir de su ciclo while, y de ahí retome nuevamente una señal de leap motion. While loop para programación de brazo robótico

While loop para programación de leap motion

Stop del while loop del brazo robótico, una vez culminado su movimiento

Una vez realizados los cambios en la programación, se evidencia que la comunicación entre el software y el hadware, es más fluida, y robusta, lo cual permite, manipular el brazo robótico, de manera muy estable, demostrando así, la interacción entre LEAP MOTION, el software LABVIEW y el brazo robótico LYNXMOTION.

VI.

CONCLUSIONES

De acuerdo al trabajo realizado, se puede concluir que: •

•

El software labview, cuenta con diferentes librerías para aplicaciones de realidad aumentada, como LEAP MOTION, lo cual es una herramienta muy importante para una fácil programación, e interacción con estos dispositivos. Así como leap motion, la programación del brazo robótico, y la interacción entre el software y hardware, de estos dos dispositivos, fue posible mediante la programación por bloques en labview.

VII.

RECOMENDACIONES

•

Ejecutar los archivos de ejemplo que trae el paquete Leap Motion antes de iniciar la practica a fin de identificar las funciones y características del sensor.

•

Utilice adecuadamente los movimientos de sus manos para crear las acciones de control, puede utilizar los movimientos de una mano para seleccionar el eje a controlar y la otra para ejecutar el movimiento.

•

Dentro de la programación cree pequeños tiempos de retardo en milisegundos o acciones de control que permitan procesar adecuadamente la información y de ese modo no sobrecargar los datos y producir un colapso en la comunicación.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS • •

CCM. (2017, Noviembre 07). CCM. Retrieved from CCM: https://es.ccm.net/contents/176-conector-db9 Lynxmotion. (2012). Lynxmotion. Retrieved from Lynxmotion: http://www.lynxmotion.com/c-27-robotic-arms.aspx

•

National Instruments. (2018). NI. Retrieved from NI: http://www.ni.com/escr/shop/labview.html

•

Oleaga, J. (2014, fEBRERO 05). ABC. Retrieved from ABC: https://www.abc.es/tecnologia/informatica/20140204/abci-probamos-leapmotion-201402041411.html

IX.

ANEXOS

Figura 13 Firmas de actividad de laboratorio...