Vehículo de Muestreo

Este informe presenta el diseño y desarrollo de un vehículo de muestreo en aplicaciones agrícolas, diseñado para facilitar la recolección eficiente y precisa de muestras de suelo en áreas no perturbadas. El vehículo fue concebido como parte de un proyecto de la materia Proyecto Aplicado de Ingeniería en la Universidad Nacional de Colombia. El proyecto fue desarrollado por un equipo de 7 estudiantes de ingeniería mecánica y mecatrónica, bajo la supervisión de un profesor de la facultad de ingeniería.

En el presente informe, se describirán los pasos clave seguidos en el proceso de diseño y construcción del vehículo, así como las pruebas y validaciones realizadas para evaluar su desempeño y funcionalidad. También se incluirán los detalles técnicos relevantes, como las especificaciones del vehículo, los componentes utilizados y los procedimientos de operación.

Esperamos que este informe sirva como una guía útil para aquellos interesados en el diseño y construcción de vehículos similares, y que fomente futuras investigaciones y desarrollos en este campo de estudio. Agradecemos cualquier comentario o sugerencia que pueda contribuir a mejorar el diseño y funcionalidad del vehículo en futuras iteraciones.

Tabla de contenido

• 1. Planteamiento del problema y especificaciones
  • 1.1. Marco teórico
    • 1.1.1. Muestreo de suelos
    • 1.1.2. Robótica móvil en la agricultura
  • 1.2. Planteamiento del problema
  • 1.3. Objetivos
    • 1.3.1. Objetivo general
    • 1.3.2. Objetivos específicos
  • 1.4. Estudio preliminar de factibilidad
    • 1.4.1. Estado del arte
    • 1.4.2. Manufactura
    • 1.4.3. Presupuesto
  • 1.5. Desarrollo y análisis de requerimientos
  • 1.6. Desarrollo y análisis de especificaciones de ingeniería
    • 1.6.1. Valores priorizados
• 2. Metodología del proyecto
  • 2.1. Etapa de análisis de requisitos
    • 2.1.1. Investigación del estado del arte
    • 2.1.2. Asesoría de expertos
    • 2.1.3. Reuniones con cliente
  • 2.2. Etapa de diseño
  • 2.3. Etapa de implementación
  • 2.4. Etapa de pruebas y validación
  • 2.5. Etapa de mantenimiento y soporte
• 3. Diseño conceptual
  • 3.1. Generación de conceptos a partir de análisis funcional y requerimientos
    • 3.1.1. Alternativas de solución
  • 3.2. Definición de subsistemas
    • 3.2.1. Estructura
    • 3.2.2. Transmisión y suspensión
    • 3.2.3. Potencia eléctrica
    • 3.2.4. Control y comunicación
• 4. Generación detallada del producto
  • 4.1. Selección de las ruedas
  • 4.2. Subsistema estructural
  • 4.3. Subsistema de transmisión
    • 4.3.1. Selección de rodamientos
    • 4.3.2. Diseño del eje y elementos auxiliares
  • 4.4. Subsistema de potencia eléctrica
    • 4.4.1. Selección de motores
    • 4.4.2. Selección de controladores de motor
    • 4.4.3. Selección de batería
  • 4.5. Subsistema de control y comunicaciones
    • 4.5.1. Selección de unidad de control
    • 4.5.2. Diseño de conexiones
    • 4.5.3. Fabricación de PCB
  • 4.5.1.1. Electronics
    • 4.5.1.1.1. Raspbery pin out
  • 4.6. Raspberry set up
    • 4.6.1. Install OS
    • 4.6.2. Set up ROS
    • 4.6.3. Install pigpio lib
    • 4.6.4. Get project
    • 4.6.5. Build the ROS package
    • 4.6.6. Run robot
    • 4.6.7. Slow boot time
    • 4.6.8. Autostart pigpio deamon at boot
    • 4.6.9. I²C setup
    • 4.6.10. References
• 5. Proceso de verificación
  • 5.1. Caracterización de motor
    • 5.1.1. Corriente de consumo sin carga
    • 5.1.2. Corriente de bloqueo
  • 5.2. Control de velocidad de rueda
• 6. Fabricación y ensamble
• 7. Proceso de validación
• 8. Conclusiones y trabajo futuro
  • 8.1. Conclusiones
  • 8.2. Trabajo futuro
    • 8.2.1. Autonomía del robot
    • 8.2.2. Suspensión
    • 8.2.3. Captura de datos