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Título : Diseño y construcción de un prototipo de vehículo explorador terrestre controlado inalámbricamente
Autor : Acosta Cajas, Christopher Daniel
Clavón Enriquez, Jean Pierre
Director(es): Vera Luzuriaga, John German
Tribunal (Tesis): Aquino Arroba, Socrates Miguel
Palabras claves : DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN;INGENIERÍA ASISTIDA POR COMPURADOR;RADIO FRECUENCIA (RF);VISIÓN EN TIEMPO REAL;ANÁLISIS DINÁMICO
Fecha de publicación : 28-ago-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Acosta Cajas, Christopher Daniel; Clavón Enriquez; Jean Pierre. (2020). Diseño y construcción de un prototipo de vehículo explorador terrestre controlado inalámbricamente. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;15T00740
Abstract : The objective of the present research work was the design, modeling, construction and programming of a prototype of a land explorer vehicle with wirelessly controlled real-time vision in a maximum operating range of 50 meters. The process for selecting the materials and components that made up the vehicle were established through the methodology of deployment of the quality function under weighting criteria, with this a conceptual design was established which was subsequently subjected to an engineering analysis assisted by Von Mises stress computer to obtain safety coefficients and validate the mechanical resistance of the elements that make up the vehicle under dynamic conditions. The corresponding study was carried out to facilitate the electronic signal control process and the construction of the motherboard that controls all the electrical components. When establishing the geometry and dimensions of the elements, the construction was carried out through computer-aided design and manufacturing processes in order to obtain the highest possible precision. From the construction process, the explorer vehicle was obtained with a safety coefficient greater than 1 in all mechanical elements, evaluating them using Goodman's theory for fatigue elements. Their behavior was analyzed using a Jacobian matrix which governs the movement of omnidirectional robots under maximum voltage conditions. Several kinematic analyzes were carried out to determine the limits of locomotion and the influence of the damping system on uneven terrain. It was concluded that the rover is capable of maintaining stable communication both in radio frequency and in first person video transmission in a range of 200 radial meters considering an urban terrain with an average density of buildings. The incorporation of environmental conditions sensors is recommended to improve the acquisition of informative data of the terrain to be explored.
Resumen : El trabajo de titulación tuvo por objetivo el diseño, modelado, construcción y programación de un prototipo de vehículo explorador terrestre con visión en tiempo real controlado de forma inalámbrica en un rango máximo de operatividad de 50 metros. El proceso de selección de los materiales y de los componentes que conformaron al vehículo fueron establecidos mediante la metodología de despliegue de la función de calidad bajo criterios ponderativos, con ello se estableció un diseño conceptual al cual posteriormente se sometió a un análisis de ingeniería asistida por computadora de esfuerzos de Von Mises para obtener los coeficientes de seguridad y validar la resistencia mecánica de los elementos que conforman al vehículo en condiciones dinámicas. Se realizó el estudio correspondiente para facilitar el proceso de control de señales electrónicas y la construcción de la placa madre que controla a todos los componentes eléctricos. Al establecer la geometría y dimensiones de los elementos se realizó la construcción por medio de procesos de diseño y manufactura asistida por computadora con la finalidad de obtener la mayor precisión posible. Del proceso constructivo se obtuvo el vehículo explorador con un coeficiente de seguridad superior a 1 en todos los elementos mecánicos evaluándolos mediante la teoría de Goodman para elementos a fatiga. Se analizo su comportamiento mediante una matriz jacobiana la cual rige el movimiento de robots omnidireccionales en condiciones máximas de voltaje. Se realizaron varios análisis cinemáticos para determinar los límites de locomoción y la influencia del sistema de amortiguación en terrenos irregulares. Se concluyó que el vehículo explorador es capaz de mantener una comunicación estable tanto en radio frecuencia como en transmisión de video en primera persona en un rango de 200 metros radiales considerando un terreno urbano con una densidad media de edificaciones. Se recomienda la incorporación de sensores de condiciones ambientales para mejorar la adquisición de datos informativos del terreno a explorar.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/14560
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