V Jornadas TFM del Máster en Mecatrónica

Diseño de un escáner 3D autónomo mediante láser y fotogrametría

La tecnología de escaneado 3D se ha popularizado de tal manera que ya existene en el mercado escáneres 3D en kit. El objeto del proyecto es diseñar y fabricar un modelo mejorado de un escáner de bajo costo aumentando sus prestaciones hacia una versión más profesional aplicando ingeniería inversa. Las prestaciones del escáner a diseñar son:

- Control del escáner inalámbricamente mediante una interfaz gráfica multiplataforma (Android, Linux, Windows, Mac).

- Cálculo de distancias óptimas para aparatos de todo tipo de cámaras.

- Automatización del desplazamiento en X e Y de la cámara instalada.

- Automatización del giro de la base portaobjetos.

- Diseño que permite combinar fotogrametría y láser experimentalmente. - Banco de ensayos flexible para diferentes métodos de ingeniería inversa combinada (fotogrametría, láser, pasiva, ...)

Panel universal de control y sistema de auto-nivelado para equipos de fabricación aditiva

Diseño y construcción de un panel de control básico “universal” para su utilización en impresoras 3D “genéricas” como los modelos Prusa. Dicho panel constará de una pantalla LCD y hará posible el control manual del movimiento del cabezal y el ajuste de las temperaturas de extrusor/es y plataforma de impresión, y también presenta las coordenadas del extrusor y los valores de las temperaturas. Adicionalmente incorporará un joystick que permita el control manual de los motores en el plano XY pudiendo generarse una trayectoria de extrusión maual. De igual modo, se desarrollará un sistema de autonivelado que use un palpador con salida digital acoplado al cabezal para la lectura de la coordenada “Z”. La nivelación se realizará vía software y se valora la posibilidad de incluir la opción de un modo de nivelación manual valiéndose de los datos proporcinados por el palpador.

Diseño y desarrollo de una base de ascensor multimaterial sensorizada

Este trabajo, desarrollado en la empresa IK4-Ikerlan, se encuentra enmarcado dentro del diseño del ascensor “M34 Competitive” (M34C) de Orona, siendo uno de los primeros ascensores en los que la empresa ha apostado por materiales compuestos en su diseño. La finalidad consiste en el diseño y validación del diseño de la base del M34C mediante su estudio por elementos finitos y su correlación posterior en ensayos con un prototipo de la misma. Como objetivos secundarios, se marca la mejora de su diseño en cuanto a geometría y coste además de intentar introducir sensores al diseño, para medir la carga en la cabina, sustituyendo al actual pesacargas situado en los cables.

Sistema de generación de energía eléctrica a partir del flujo de agua procedente de una conducción de regadío para alimentación de sistema de telecontrol

Este trabajo consiste en la generación de energía eléctrica mediante el flujo de agua en un sistema de regadío para alimentar sistemas de telecontrol. Este sistema regadío está dividido en agrupaciones, cada agrupación es diferente ya que cada una cuenta con diferentes tamaños de tuberías, caudales y número de salidas. El sistema de telecontrol sirve para operar de manera remota la apertura y cierre de válvulas, así como sensores para recolectar información de gasto en cada agrupación.

El proyecto se enfoca a aprovechar la energía hidráulica de este sistema de regadío e instalar generadores o transductores de energía eléctrica, de manera que podamos generar la energía suficiente para alimentar los sistemas de telecontrol así como cargar una batería de respaldo.

Diseño, fabricación y validación de un dispositivo funcional para el suavizado de pulsos de partículas en un aerosol (…)

El proyecto consiste en diseñar, construir y validar un dispositivo que permite la modulación de muestras pulsadas de partículas procedentes de un láser de ablación –LA-activado a baja frecuencia y que viajan en un aerosol hacia un equipo de análisis espectroscópico– ICP-MS. Basándose en un prediseño existente, se han optimizado las geometrías a través del análisis de los componentes mediante CFD y se han optimizado los tamaños de los elementos mecánicos con el doble propósito de mejorar su funcionamiento y evolucionarlo hacia un producto comercializable. La activación del dispositivo se produce a través de un control electrónico manual intuitivo y de fácil manejo para un usuario poco especializado y un actuador, en este caso un husillo acoplado a un motor paso a paso que se encarga de situar los diferentes componentes en el lugar indicado por el usuario para la modulación de partículas. El propósito final del dispositivo es lograr una distribución uniforme de las partículas en el flujo de gas, admitiéndose un pequeño rizado.

Diseño y test virtual de un modelo avanzado de piloto para moto

La incorporación de un modelo de piloto adecuado en la simulación de una motocicleta es un paso crucial en el análisis dinámico de la misma. La contribución de la masa del piloto, y por tanto de sus características inerciales, en el sistema dinámico del conjunto motocicleta-piloto no es despreciable, siendo necesario la incorporación de un correcto comportamiento del piloto para una adecuada modelización del sistema al tratarse de un vehículo intrínsecamente inestable y su comportamiento depender de la actuación del piloto y de la maniobra a realizar. A continuación, se analizarán esos datos y se tratará de inferir cuáles de esas variables determinan y/o regulan el comportamiento de la moto. Posteriormente, se realizará el diseño del sistema piloto-motocicleta mediante el software de simulación dinámica multicuerpo ADAMS, el cual permite trabajar con múltiples piezas ligadas en tre sí mediante distintos tipos de uniones. Después, se tratará de diseñar un piloto virtual (controlador) mediante el software MATLAB/Simulink que incluya a esas variables y que permita a la moto realizar una serie de maniobras sencillas manteniendo la estabilidad y unas ciertas condiciones de velocidad. Finalmente, se construirá un modelo multicuerpo con datos reales que incluya el controlador diseñado y se simularán las mismas pruebas, valorando el modelo de piloto obtenido.

Diseño y fabricación de un sistema de información y retrovisor electrónico integrados para el piloto de una moto

Este proyecto surge de la necesidad de ofrecer al piloto de una moto de competición la información de la forma más clara y concisa posible. En primer lugar, para ofrecer al piloto la información que captan los sensores presentes en la moto, se ha diseñado un tablier que incluye una pantalla LCD, un display de 7 segmentos y 13 diodos LED a modo de indicadores. En este tablier, se mostrará al piloto la información sobre el régimen de giro del motor, la marcha en la que está circulando o la temperatura del líquido refrigerante.

Por otra parte, se ha diseñado un sistema para mostrar la información más relevante, como las revoluciones por minuto, la alarma por sobretemperatura y el punto óptimo de cambio de marcha en el propio casco. Para ello, se envía toda esta información desde la moto al casco vía bluetooth.

Por último, se ha diseñado un sistema de retrovisor electrónico. Este sistema evitará que el piloto tenga que girarse y mirar hacia atrás para saber dónde se encuentran sus rivales en carrera, y consiste en una cámara trasera y un pulsador que permitirá seleccionar entre dos modos de funcionamiento para la pantalla LCD. En el modo de funcionamiento normal se podrá ver la información sobre la moto antes comentada, mientras que en el segundo modo de funcionamiento, mientras el pulsador está accionado, se podrá ver la imagen recogida por la cámara trasera en la pantalla LCD.

Monitorización mediante IMUs de bajo coste del movimiento de un conjunto moto-piloto

Los modelos matemáticos del comportamiento de una motocicleta están actualmente menos desarrollados que los modelos de vehículos de cuatro ruedas. Esto se debe a la gran influencia que ejerce el piloto y la manera aleatoria en que realiza los movimientos. El presente trabajo pretende desarrollar un prototipo de sistema de medida de la dinámica del piloto y la moto basado en Unidades de Medición Inercial (IMU) de bajo coste. Estos sistemas han sido utilizados en motocicletas aplicaciones de alto presupuesto, además, su misión siempre ha sido medir al vehículo excluyendo el piloto. Pero debido a su bajada de precio en los últimos años las ha hecho accesibles al público a un precio reducido. El análisis de los datos conjuntos de moto-piloto puede ser utilizado para construir modelos de comportamiento dinámico o para valorar objetivamente a cada piloto realizando una determinada maniobra.

Diseño y validación de un sistema para la estimación del movimiento durante el entrenamiento de musculación con acelerómetros

En el presente proyecto se desarrolla la implementación de una herramienta de software cuyo objetivo principal es la monitorización de la actividad física de un trabajador para obtener la medida de las variables articulares. Esta información se procesa en tiempo real para la identificación de factores de riesgo que puedan desencadenar determinados trastornos musculo esqeléticos. Entre dichos factores se encuentran la realización de movimientos o acciones de forma repetitiva y la adopción de posturas no recomendadas. La posición de las extremidades monitorizadas es conocida gracias al uso de sensores de medición inercial (IMU). El software cuenta con un interfaz que muestra, por una parte, los valores que toman los ángulos de las articulaciones y, por otra, una representación tridimensional de las extremidades monitorizadas. Eso permite, tanto al técnico que supervisa el experimento como al trabajador que está siendo monitorizado, la identificación de aquellas tareas que son peligrosas en tiempo real.

Diseño, construcción y test de banco de ensayos para motores eléctricos CC de hasta 100 W de potencia

Este Trabajo Fin de Máster trata acerca del diseño y la construcción de un banco de ensayos para motores eléctricos de hasta 100W de potencia. El trabajo incluye los aspectos mecánicos, electrónicos y de control necesarios para su correcto funcionamiento.

El banco alberga dos motores, uno de ellos se encuentra fijo y actúa como freno eléctrico del sistema y el otro es el motor a ensayar, cuyo sistema de sujeción y sus características varian con cada motor. Se deben diseñar y construir los sistemas de fijación correspondientes a los motores, así como los elementos empleados para conseguir la alineación de sus ejes.

El diseño está realizado teniendo en cuenta la posterior fabricación del mismo, así como el aprovechamiento, siempre que sea posible, de material perteneciente a la Universidad de Oviedo. De esta forma, también se facilita la posible sustitución de piezas en un futuro o la creación de otras nuevas para sujetar motores de diferentes configuraciones a las contempladas.

Desarrollo de prototipo de máquina dobladora de tela

Este proyecto surge como propuesta de la empresa “Santex deshechables”. El objetivo es una máquina dobladora de tela, que doble el ancho de un rollo de tela a la mitad. Se dispone de un primer prototipo mecánico en el que se harán modificaciones para conseguir resultados óptimos. Se comienza con un estudio de alternativas y búsqueda de nuevas ideas. Con la información adquirida se elabora un plan para el diseño e implementación de los cambios y mejoras escogidos. El cambio más significativo es la incorporación de un sistema para controlar las desviaciones de la tela, llamado sistema guiador de banda. Consiste en rodillos que dirigen la tela midiendo las desviaciones con sensores. Se diseña el sistema guiador completo, realizando el modelado 3D con SolidWorks,la PCB con Proteus y el código para el PIC con MPLAB. Se fabrica y se monta el guiador en el prototipo. Por último , se valoran los resultados obtenidos.

Optimización del sistema de guiado en el sector de elevación

El presente TFM se realiza en las instalaciones de IK4 IKERLAN situadas en Arrasate, provincia de Gipuzkoa, dentro del proyecto de investigación denominado ECODES (Estudio Comparativo de Deslizaderas). Se trabaja con el banco de ensayos que tiene la empresa para realizar pruebas en el sector de elevación. Dicho banco se automatiza para realizar ciclos continuos sin la intervención del operario, se estudia la eficiencia energética en el guiado realizando pruebas donde se simulan desalineamientos en las guías, se valida una nueva guía Q45 y se realizan ensayos para saber los coeficientes de rozamiento y ruido que se generan entre las guarniciones y tres tipos de guías diferentes: Ultradeslizante, Cepillada y Extruida.