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4.garra


El portacajas debe tener algunas peculiaridades:
  • Debe caber por el agujero del techo, tener una altura mínima y no imponer limitaciones al tamaño de las cajas.
  • Tiene que coger las cajas con seguridad, de forma que su peso no suponga una tendencia a soltarse.
  • Debe ser capaz de coger la caja aunque no se pose exactamente sobre ella.
  • El sistema debe detectar si no se ha posado bien sobre la caja, para abortar la operación si cree que puede fracasar.
  • Si no hay certeza de que la caja se ha cogido bien, hay que abortar también (ha podido tropezar con algo de la caja más alto de la cuenta).
A grandes rasgos, el mecanismo viene a ser algo así:

 

La conexión entre el motor y el sistema de enganche debe ser con un acoplamiento flexible, para evitar dos problemas: la inercia del motor una vez que recibe la orden de parar, y el fallo potencial de bloquearse sin que el sistema esté completamente cerrado ni abierto:


Para el control del mecanismo habrá que disponer unos cuantos pulsadores y/o microrruptores para detectar si:
  • la caja está bien cogida.
  • las garras están en posición de abertura o de cierre.
  • el sistema de movimiento de las garras está forzado.

El diseño exacto lo decidiré cuando la parte mecánica esté hecha, y pueda valorar la inercia del motor, la flexibilidad del acoplamiento tolerante, y haya decidido la velocidad que le daré (porque está claro que el motor no funcionará a plena potencia).


Una vez fabricado el portacajas y una caja según el proyecto, he hecho una prueba de concepto que puede verse en esta grabación:


El mecanismo se me antoja frágil, porque el punto de aplicación de la fuerza del motor no está en su eje, sino separado unos centímetros, lo que puede provocar un desgaste prematuro de la rosca, aparte de que no me permite situar elementos de control con holgura. He rediseñado el mecanismo, sustituyéndolo por este otro:

La garra necesita para su funcionamiento controlar el sentido de giro y la potencia del motor. Por otro lado, hay que monitorizar la apertura, cierre y presencia de caja, así como saber si la garra está apoyada o colgando. Finalmente, necesita comunicarse con el carro para coordinar las operaciones, y conmigo por si me tiene que avisar de un imprevisto.

Entrando en detalles:

  • señales de salida
    • sentido de giro: va directo a un lote de 2 relés ya empaquetados.
    • entrega de corriente, que le llega al motor hasta el fin del semiciclo actual. Requiere algo de electrónica.
    • emisor infrarrojo que necesita un oscilador externo o interno, usando las salidas 9 o 10 del Arduino Leonardo. Requiere una resistencia.
    • zumbador conectado con algo de electrónica. Usar una salida con PWM (3, 5, 6, 9, 10, 11 o 13) facilitará la programación.
  • señales de entrada
    • aviso de paso por 0 del ciclo de corriente de 220V. Requiere algo de electrónica y una patilla que pueda manejar interrupciones (0, 1, 2, 3 o 7)
    • velocidad de giro: un fotodetector que "mira" un decoder que gira con el motor. Requiere una resistencia.
    • receptor de infrarrojos. Requiere un condensador.
    • garra forzada en apertura (no necesariamente abierta)
    • garra forzada en cierre (no necesariamente cerrada)
    • garra abierta
    • caja bien cogida
    • una o más esquinas apoyadas
    • una o más esquinas levantadas
    • parada de emergencia: puede ir a la patilla de reset para cortar inmediatamente cualquier señal
  • opcionalmente se puede añadir un módulo bluetooth que me sirva durante la depuración, que sólo necesita un par de patillas (cualesquiera, creo).

Adicionalmente, otros dos interruptores más se encargarán de cortar la alimentación del motor si el muelle de acoplamiento se fuerza en exceso (ya sea en apertura o en cierre).


Mientras depuro el programa para poder hacer funcionar el aparato y grabar un vídeo, aquí tienes unas vistas de su estado actual:

Aspecto general de la garra Al fondo, sistema de fijación de las sirgas portadoras sensores de "caja bien cogida" en el centro, y de apoyo de las esquinas (derecha) Unidad de tolerancia del mecanismo de agarre Detalle de los interruptores de control, con sus tornillos de ajuste



(lo que sigue ya es obsoleto) 


Puesto que el portacajas lleva interruptores incorporados y cableados, en lugar de hacer conexiones soldadas he optado por hacer una plaquita de circuito impreso que me organice el cableado y facilite la conexión con el módulo de control. Seguramente esta placa tenga que ser sustituida, porque le faltan conexiones para el sensor de movimiento del motor y para su regulador de velocidad, cuyos requerimientos aún desconozco (una salida seguro, pero no sé si también requerirá una entrada).  A continuación enumero la distribución de contactos en el conector de cinta:
caja cogida (4 interruptores en serie)
masa
NO de estar colgando (4 interruptores en paralelo)
NC de estar colgando (4 interruptores en paralelo)
NO de estar la garra abierta
NC de estar la garra abierta
NO de garra cerrada
NC de garra cerrada
NO de garra abierta
10 NC de garra abierta

Seguramente sobrarán contactos, pero el hecho de que haya de más facilitará la programación.

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