Rediseño e implementación de rostro animatrónico de Universidad del Valle de Guatemala.

Abstract

El presente trabajo de graduación tiene como objetivo principal el rediseño e implementación de párpados, cejas y cuello del rostro animatrónico de la Universidad del Valle de Guatemala, trabajo previamente desarrollado por el [1] Ingeniero Jenatz. Por lo que se realizaron distintas propuestas de diseño mecánico para cada una de las partes anteriormente mencionadas. Adicionalmente, también se rediseñaron piezas para el soporte de los ojos y de los párpados que requerían de un cambio en el diseño mecánico. Todo esto ayudaba a resolver los objetivos de rediseñar las piezas que tuvieran un fallo mecánico fácil y que se mejorarán los movimientos de varios mecanismos que simulan ser músculos del rostro, todo de forma innovadora. Se mantuvieron los servo motores de las cejas, de los párpados y de los ojos, pues estos cumplían con ser lo suficientemente livianos para no afectar a la piezas que los cargaban y ejecutar un movimiento fluido. Los motores encargados del movimiento de la mandíbula tampoco se cambiaron pues cumplían con ser precisos. Para el movimiento del cuello, tampoco se decidió cambiar los motores pues con un nuevo diseño mecánico pudieron soportar el peso completo del rostro animatrónico. Aunque este cambio en el diseño vio afectado el rango de movimiento del rostro respecto al cuello, por lo que se recomienda en un futuro hacer el cambio de motores por unos de alto torque. Posteriormente se realizó un análisis en las piezas físicas que se tenían del trabajo anterior y se determinó cuales eran los mayores problemas que se tenían, además, algunas partes y piezas no estaban completas por lo que se decidió volver a hacer su manufactura para su posterior uso y análisis. Las partes más afectadas del rostro animatrónico eran el área de las cejas, ya que estas no se encontraban completas y también algunas piezas se encontraban rotas o desgastadas. El área de los párpados no se encontraba ensamblada y algunas piezas principales como los párpados no se encontraban manufacturadas. A raíz de esto, se realizó cambios en el diseño de las cejas y párpados para que estas no fallaran mecánimanente y mantuvieran un movimiento fluido que permitiera la correcta expresión del rostro, en el que se hicieron pruebas mecánicas principalmente con dos materiales, los cuales fueron PLA y Resina. Para el mecanismo del cuello, se utilizó como pieza principal el eje universal con el que ya se contaba para poder mantener un mecanismo de 4 barras simple, con la diferencia que se realizó una nueva propuesta de diseño con los motores previamente utilizados por lo que se rediseñaron las bases del rostro para poder acoplarlo al cuello y que funcione de manera correcta, además se mantuvo el motor encargado de la rotación del cuello pues este aún cumplía con las especificaciones necesarias. Se culminó el diseño creando una camino de routeo para que tener un cableado que no interviniera en el movimiento completo del rostro, todo esto se ordenó y se clasificó pues se usan un total de 19 motores conectados a la fuente de poder que alimenta al proyecto completo. Adicionalmente se modificaron los motores sg90 en su diseño para poder adaptarlos al uso requerido en el rostro, también a estos motores se le hizo una modificación en el largo del cable de los mismos para extenderlos y no generar molestias durante pruebas y funcionamiento completo del rostro. También se realizó una investigación de troubleshooting para el funcionamiento del módulo Open CM9.04, encargado del funcionamiento de los motores Dynamixel, que son los motores XL-320 y los motores AX-12A. En esta investigación se hace una recopilación de errores comunes y la forma segura de resolverlos y evitar malfunciones o cambios remplazos innecesarios en módulo o motores. Por último, se trabajó en la implementación de manuales de ensamblaje, mantenimiento y uso del rostro animatrónico, esto para darle mayor tiempo de vida a cada componente que conforma el rostro y facilitar el uso del sistema completo. (LA)