Diseño de una interfaz gráfica de usuario para el cálculo de trayectorias de un manipulador flexible

Abstract

[ES]El objetivo de este proyecto es implementar y diseñar una interfaz gráfica de usuario intuitiva y fácil de usar para representar y calcular las diversas trayectorias ejecutables con un manipulador flexible. Para ello, el programa ofrecerá dos sistemas de cálculo en función de dos orígenes de coordenadas distintos. Además, se hará uso de dos modelos de trayectorias: definidas punto por punto y periódicas. Por un lado, en el campo de las trayectorias punto por punto, se incluirán la trayectoria con velocidad triangular, con velocidad trapezoidal, con aceleración trapezoidal y con Splines cúbico, quíntico y de orden siete. Por otro lado, en las trayectorias periódicas se estudiará la trayectoria de perfil senoidal. Al mismo tiempo, el programa ofrecerá la opción de filtrar la señal de forma que eliminará las frecuencias fuera del rango de solicitado por el propio usuario. Dicha programación se realizará mediante MatLab, un programa con un lenguaje de cálculo técnico de alto nivel y un entorno interactivo para el desarrollo de algoritmos y la visualización y análisis tanto de datos como de gráficos. Una vez el programa esté terminado, el ingeniero podrá pre-visualizar, calcular y controlar las respuestas de los sistemas para así reducir posibles costes iniciales de diseños erróneos, así como realizar diversos ensayos y pruebas de resistencia con el manipulador en cuestión.

[EU]Proiektu honen helburua interfaze grafikoaren diseinu erraz eta intuitiboa aurkeztea da, manipuladore malgu batekin exekutatu daitezkeen ibilbide ezberdinak kalkulatu eta grafikoki irudikatzea ahalbidetuz. Horretarako, programak bi eredu aurkeztuko ditu: puntuka definitutako ibilbideak eta ibilbide periodikoak. Lehendabiziko eredu motak, abiadura triangeluarra, abiadura trapezoidala, azelerazio trapezoidala eta Spline 3, 5 eta 7 aukerak emango ditu. Bigarrenak ordea, ibilbide sinusoidala irudikatzea eta kalkulatzea ahalbidetuko du. Bide batez, programak ere manipuladoreari bidaliko zaion seinalea iragazteko aukera aurkeztuko du. Aukera honekin erabiltzaileak hautatutako bi maiztasunen artean ez dauden seinaleak ezabatzea lortzen da. Aipatutako programazio eta diseinua MatLab bidez burutuko da, maila altuko kalkulu lengoaia teknikoa duen eta ingurune interaktibo zabala barneratzen duen programa, grafiko zein datuen eta algoritmoen irudikapenerako eta analisirako aproposa. Behin programazioa eginda, manipuladorearen erantzunak aurreikusi, kalkulatu eta kudeatu ahal izango ditu ingeniariak behin behineko diseinuen akatsek sortarazten dituzten kostuak murrizteko asmoz. Horrez gain, manipuladorearekin entsegu ezberdinak egin ahal izango dira, erresistentzia saiakuntzak besteak beste.

[EN]The purpose of this project is to design an easy to handle graphical user interface (GUI) to represent and calculate the different paths that can be executed with a soft robot. This path planning will be carried out by using two models: trayectory defined point by point and periodic trayectory. On the one hand, the first model involves triangular velocity, trapezoidal velocity, trapezoidal acceleration and Spline 3, 5 and 7. On the other hand, the second model can be used in order to calculate a sinusoidal trayectory. In fact, the program will also be able to filter the signal according to the frecuency limits established by the user. This programming and design of the graphical user interface will be made with MatLab, a program with a high level technical computing language and an interactive environment for algorithm development and visualization and analysis of both data and graphics. Once the program is finished, the engineer will be able to pre-display, calculate and keep an eye on system responses in order to cheapen possible initial costs of erroneous designs, as well as to carry out different tests (resistance testing, fatigue testing…) with the soft robot.