Examinando por Autor "Tejada Orjuela, Juan Camilo"

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    Desarrollo laboratorio virtual de robótica, para el manipulador 4R de la Universidad EIA
    (2020) Jimenez Melo, Sebastian David; Tejada Orjuela, Juan Camilo
    RESUMEN: El presente trabajo documenta la creación de un laboratorio virtual de robótica, con el objetivo de mejorar e impulsar la digitalización de los procesos de aprendizaje en la Universidad EIA. Los laboratorios virtuales presentan beneficios a nivel de espacio, tiempo, ritmo de aprendizaje, disponibilidad, seguridad y escalabilidad. Se parte de un trabajo previo, de diseño y construcción de un robot tipo paletizador 4R. Se hizo el desarrollo de una interfaz de usuario más completa, se implementan protocolos de comunicación en tiempo real y se desarrolla una simulación cinemática del robot. Con los resultados obtenidos se tiene una base para la ampliación y desarrollo de un laboratorio remoto. Durante el desarrollo del proyecto se emplea la metodología de Dieter para los procesos de planteamiento y diseños del proyecto, esta metodología está probada en el ámbito de la ingeniería, las principales fortalezas de esta es el enfoque en resolver las necesidades del usuario y la trazabilidad del diseño.
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    Diseño de horno deshidratador de residuos orgánicos
    (Universidad EIA, 2019) Gil Mesa, Sebastián; Benavides Carvajal, Hugo Andres; Tejada Orjuela, Juan Camilo; Araque Marín, Pedronel; Sánchez Posada, Mario Alejandro
    Rionegro, Antioquia, no cuenta con un plan adecuado para manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en su plaza de mercado, además de esto, la planta de compostaje a la que se planea llevarlos no tiene la capacidad suficiente para procesar todo el material generado y todo aquello que sobra se dispone en un relleno sanitario, el cual sólo da abasto para cuatro años más de funcionamiento. Con base a la problemática planteada se formula la siguiente pregunta de investigación ¿Cómo manejar los residuos orgánicos de materia vegetal generados en las plazas de mercado de la ciudad de Rionegro? De esta manera, para dar respuesta a la pregunta se plantea el diseño de un horno cuya función es secar estos residuos, así pueden ser aprovechados para la creación de compost y ocupan menos espacio durante el proceso y su transporte. Este diseño fue realizado siguiendo la metodología de Ulrich en conjunto de la metodología de Dieter. Su desarrollo se ha llevado a cabo en dos secciones bien definidas, la primera se compone de una serie de ensayos de laboratorio con el fin de conocer el comportamiento de la humedad de los residuos orgánicos con respecto a la temperatura, además de sus propiedades microbiológicas necesarias para un posterior proceso de compostaje y otra en la que se desarrollan balances masicos y energéticos que permitan a través de la aplicación del área de transferencia de calor, el dimensionamiento de un horno capaz de contribuir con el secado de los residuos en condiciones controladas de humedad y temperatura, permitiendo la adecuada selección de los elementos periféricos del horno de secado.
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    Kit educativo para el desarrollo de las competencias STEAM en alumnos a partir de los 6 años
    (Universidad EIA, 2023) Lopez Rivera, Cesar Augusto; Tejada Orjuela, Juan Camilo
    RESUMEN: en el contexto de la creciente importancia de las habilidades STEAM en un mundo tecnológico, se presenta una dificultad en el sector educativo: la falta de herramientas innovadoras y accesibles que permitan a los niños desarrollar estas habilidades de manera efectiva. El objetivo de este proyecto de grado es diseñar y desarrollar un kit educativo STEAM que sea accesible y adaptado a las necesidades de los niños, y que les permita desarrollar habilidades en áreas como el diseño, la construcción y la programación. Para lograr este objetivo, se desarrolló una metodología que involucró la revisión de literatura y estudios previos, encuestas y entrevistas a docentes y expertos en educación STEAM, la selección y evaluación de materiales y herramientas necesarios para la construcción del prototipo, y el diseño y desarrollo de los componentes más relevantes del kit educativo, como los circuitos, sensores, actuadores, motores, ruedas y otros elementos. Como resultado, se obtuvo un prototipo funcional del kit educativo STEAM que cumplió con los objetivos educativos establecidos, permitiendo a los niños desarrollar habilidades en las áreas de electrónica, mecánica, diseño, construcción y programación. El kit educativo se diseñó considerando las necesidades educativas yde aprendizaje de los niños, y se seleccionaron materiales y componentes que fueran accesibles, seguros y adecuados para el uso en un kit educativo. Este proyecto de grado representa una contribución importante desde diversos puntos de vista, incluyendo el académico, profesional, institucional y social. Además de desarrollarun recurso educativo innovador y efectivo en la enseñanza de habilidades STEAM en niños, también se contribuyeal desarrollo de nuevos conocimientos y la efectividad de los recursos educativos en este campo. Asimismo, se ha mejorado la calidad de la educación en el campo STEAM, preparando mejor a los estudiantes para su futuro laboral.
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    Mechatronic test bench prototype and open source virtual environment for a parallel hybrid drivetrain
    (Universidad EIA, 2020) Henao Ramírez, Felipe; Mendoza Giraldo, Felipe; Manrique Espíndola, Tatiana; Tejada Orjuela, Juan Camilo
    RESUMEN: Hoy en día, uno de los principales problemas en las grandes ciudades es la contaminación, normalmente debida a los gases contaminantes y de efecto invernadero que influyen directamente en el cambio climático. Un porcentaje significativo de estos gases contaminantes es proveniente de los vehículos convencionales, los cuales utilizan combustibles fósiles como fuente de energía. Por esta razón, es que surgen fuentes de energía alternativas o poco convencionales para utilizar en el sector de la movilidad, entre estas y de las más destacadas y favorables se encuentra la utilización de energía almacenada en baterías para suplir a los vehículos. Sin embargo, el cambio completo del parque automotriz o del sector de la movilidad sería muy drástico, no solo para la industria y el comercio, sino, para los usuarios en general, de allí nacen los vehículos híbridos. Estos vehículos buscan ser un paso intermedio entre los combustibles fósiles y las energías alternativas, y así disminuir de manera graduada el impacto al cambio climático que generan los vehículos en general. Por otro lado, diversos grupos de interés en el área de la movilidad, como lo son las universidades y centros de investigación o las industrias automotrices, están en la obligación de desarrollar vehículos híbridos para este mercado emergente. Pero todo desarrollo requiere de una metodología detallada y que tenga en cuenta todos los factores importantes que deben cumplir los vehículos híbridos. Dentro de este proceso metodológico o de desarrollo, uno de los elementos fundamentales es la implementación de un control adecuado, que permita regular y manipular la hibridación de manera correcta. Sin embargo, para poder simular, probar y evaluar diferentes estrategias de control en un sistema híbrido son necesarias pruebas tanto en modelos matemáticos de simulación en un computador, como pruebas y puesta a punto en un entorno controlado. Dichas necesidades se resuelven en este trabajo de grado, el cual busca desarrollar un prototipo de banco de pruebas mecatrónico, que esté compuesto por un motor de combustión interna y uno eléctrico, todo sobre un sistema híbrido de movilidad en arreglo paralelo. También, en este trabajo de grado se busca el desarrollo de un ambiente virtual open-source que permita la simulación, animación y evaluación de diversas estrategias de control y poder comparar entre los resultados obtenidos en el computador con los resultados que se obtengan en el prototipo de banco de pruebas.
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    Myoelectric Control System for a Soft Elbow Exoskeleton With Potential Application in Rehabilitation and Movement Assistance
    (2023) Toro-Ossaba, Alejandro; Tejada Orjuela, Juan Camilo; Rúa, Santiago
    ABSTRACT: Rehabilitation and assistance exoskeletons have been widely studied because they allow to provide more effective, intensive and adaptive therapies; in addition, they can be used to augment the user's capabilities in order to provide movement assistance. In particular, soft robotic exoskeletons have been researched during the past decade because they allow the device to adapt to the body contours, increasing the users comfort. One of the main challenges in the development of soft robotic exoskeletons is the design of controllers that allow an intuitive and active control of the device. This work addresses the development of a myoelectric Model Reference Adaptive Controller (MRAC) with an Adaptive Kalman Filter for controlling a cable driven soft elbow exoskeleton. The proposed MRAC controller proved to be suitable for both passive and active control of the soft elbow exoskeleton. The controlled system achieved a Mean Absolute Error (MAE) of approximately 4.5° in passive mode and 10° during active mode. Additionally, the active control mode allowed an average reduction of 34% to 40% in the joint torque RMS when performing dynamic Flexion - Extension movements. The active control mode is based on a surface electromyography (sEMG) joint torque estimation algorithm. The proposed MRAC controller proved to be robust enough to adapt to the exoskeleton uncertainties and external disturbances; additionally, the adaptive scheme allowed the system to operate with only two sEMG channels and the measurement of the joint angle, which was estimated by using to Inertial Measurement Units.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Plataforma de programación que facilite la configuración de cobots por medio de lenguaje natural
    (Universidad EIA, 2019) Berruecos Roldán, Juan Pablo; Valle Pérez, Andrés Felipe; Tejada Orjuela, Juan Camilo
    El gran avance en la tecnología demanda un recambio continuo de los productos y de los métodos de fabricación, lo que genera que las grandes y pequeñas empresas productoras deban migran de la gran producción por volumen a una producción flexible que permita satisfacer las necesidades cambiantes de su entorno. Los robots colaborativos son una gran solución para las empresas que requieren automatizar procesos sin necesidad de modificar la línea de producción y que deseen tener un rápido retorno económico, sin embargo, estos robots pierden flexibilidad en la aplicación cuando se necesita que estén ubicados en otro punto de la línea de producción realizando una tarea diferente a la habitual, debido a que esta acción conlleva en cambios de programación. Por este motivo, la creación de una plataforma de programación que facilite la configuración de los robots colaborativos, permitiendo al operario reprogramar el robot simplemente escribiendo la tarea que desea que realice en un aplicativo web, sin ningún tipo de estructura de programación, garantizará la flexibilidad y adaptabilidad al robot colaborativo y una reducción de costos a la empresa. Para desarrollar esta plataforma se utilizará una tecnología llamada RPA (Robotic Process Automation), con la cual se creará un Bot con la capacidad de interpretar las instrucciones de los usuarios, estructurar el código correspondiente y programar el robot colaborativo. Obteniendo así, una plataforma capaz de implementarse sin necesidad de hardware adicional.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Prótesis de mano activa basada en robótica suave
    (Universidad EIA, 2020) Toro Ossaba, Alejandro; Jaramillo Tigreros, Juan Jose; Tejada Orjuela, Juan Camilo; Jiménez Gómez, Sebastián
    RESUMEN: Este trabajo presenta el desarrollo de un prototipo de prótesis de mano activa basada en robótica suave. Inicialmente se destaca la relevancia y pertinencia de esta investigación, se presenta el objetivo general, los objetivos específicos y la metodología implementada para el desarrollo de los mismos. Posteriormente, se hace una contextualización al tema de investigación por medio de un marco de referencia en donde son explicados conceptos claves que fueron de utilidad a lo largo del desarrollo del trabajo. Luego de esto, se presenta todo el desarrollo y resultados del trabajo, iniciando con una investigación preliminar que permitió la identificación de diferentes tecnologías basadas en robótica suave, seguido del diseño de concepto y selección de concepto; seguido de esto, se presentó todo el diseño de detalle, en donde se expone el desarrollo de una manilla de bajo costo y código abierto para la adquisición de señales electromiográficas; el desarrollo de un modelo neuronal basado en redes neuronales recurrentes para el reconocimiento de gestos por medio de las señales electromiográficas; el desarrollo del circuito de control y potencia de la prótesis; la selección de materiales de fabricación, el proceso de fabricación y la evaluación de la prótesis mediante el análisis de movimientos. Por último, se concluye la relevancia de la robótica suave en sistemas protésicos debido a su capacidad para imitar la naturaleza, también la obtención de resultados satisfactorios en el desarrollo de un primer prototipo que abre las puertas a un desarrollo escalable y de mayores prestaciones; también se discute el trabajo futuro que se realizara con base a esta investigación.
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    Robot Modular Auto Reconfigurable - Diseño e Implementación
    (Universidad EIA, 2023) Arcila López, Mateo; Tejada Orjuela, Juan Camilo
    RESUMEN: este proyecto se enfoca en la creación de un robot modular auto reconfigurable a través del diseño e implementación del módulo DD3. La robótica modular auto reconfigurable es una disciplina emergente en la robótica, que estudia sistemas robóticos formados por varios módulos. Dado la novedad de esta área de la robótica, los investigadores han determinado que se requieren más desarrollos relacionados y aunque se están publicando cada vez más investigaciones sobre esta área, en Colombia, en Antioquia específicamente Antioquia, los desarrollos sobre este tipo de robots son escasos. Por lo tanto, este proyecto busca aportar para cubrir esa brecha al realizar el proceso de diseño e implementación de un robot modular auto reconfigurable. El trabajo se divide en tres capítulos. En el primero se presenta el concepto de robótica modular, con énfasis en la robótica modular auto reconfigurable, destacando sus beneficios como la versatilidad, robustez y bajo costo. También se establecen los objetivos del proyecto y se explican los conceptos fundamentales sobre los que se basa el trabajo. En el segundo capítulo, se describe el diseño del sistema robótico, tanto en la dimensión de hardware como de software, utilizando la metodología de diseño de Dieter, esto se realiza con los tres principales pasos del proceso de diseño, comenzando con el diseño conceptual, seguido del diseño básico y terminando con el diseño detallado de los cuatro sistemas del robot: mecánico, electrónico, control y software. En el tercer capítulo, se aborda la implementación del módulo diseñado y se realizan pruebas para evaluar su viabilidad en términos de búsqueda de posición y auto reconfiguración. El resultado del proyecto es la creación exitosa de un robot modular auto reconfigurable mediante la implementación del módulo nombrado DD3 que exhibe comportamientos de búsqueda de posición y reconfiguración. Además, este módulo establece una base para futuros desarrollos en el área de robótica modular auto reconfigurable de la mano de esto, en el documento se presentan rutas a seguir para trabajos futuros, identificadas en el desarrollo del proyecto.
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    Sistema multirrobot de transporte de objetos mediante actuadores suaves
    (2024-09) Toro Ossaba, Alejandro; Tejada Orjuela, Juan Camilo; López Quintero, M.; Rozo Osorio, David; Bonet Cruz, Isis; López González, A.; Hernández Marínez, E. G.; Góngora, M.
    Los sistemas multirobot (MRS) se han estudiado ampliamente para diferentes aplicaciones debido a sus múltiples ventajas. Entre estas aplicaciones, los MRS se han mostrado prometedores en tareas de manipulación y transporte de objetos, ya que permiten transportar objetos complejos y de mayor tamaño. Este trabajo presenta el desarrollo de un MRS integrado con una pinza suave para la manipulación y transporte de objetos utilizando un enfoque basado en caging. Se propone para el MRS un controlador por retroalimentación Líder-Seguidor basado en una formación de distancia y ángulo entre robots, que le permite mantener la condición de cierre del objeto durante su transporte. Se llevaron a cabo múltiples experimentos para validar la viabilidad del MRS propuesto al manipular el objeto. Los resultados de los experimentos mostraron que el controlador es capaz de mantener la condición de cierre del objeto cuando sigue la trayectoria deseada. Además, la pinza suave propuesta, basada en el efecto FinRay, demostró adaptarse al contorno del objeto, permitiendo al MRS una mejor interacción con él.