Diseño y modelado de un sistema de Manipulación Robótica controlado a distancia para el manejo seguro de sustancias químicas en entornos industriales Design and modeling of a remote controlled robotic handling system for the safe handling of chemicals in industrial environments

Contenido principal del artículo

Estalin Romero
Sayuri Bonilla

Resumen

La globalización tecnológica ha impulsado el uso de robots industriales, pero su alto costo y el limitado conocimiento de sus modelos matemáticos frenan su desarrollo local. Objetivo: Desarrollar, simular y validar un modelo matemático de un brazo robótico antropomorfo de cuatro eslabones y tres grados de libertad, destinado a la manipulación segura de sustancias químicas peligrosas en la industria. Metodología: Se empleó un enfoque cuantitativo y descriptivo, basado en el método de Ángulos de Euler, para obtener la cinemática directa mediante matrices de transformación homogénea. El modelo fue implementado y verificado computacionalmente en Python, utilizando librerías especializadas (NumPy, SymPy y Matplotlib) para la resolución simbólica, simulación de trayectorias y análisis de error. Resultados: El modelo alcanzó una precisión del 99.10 % y un error euclidiano relativo de 0.90 %, evidenciando una alta concordancia entre la simulación y el modelo teórico, así como la fiabilidad del procedimiento propuesto. Conclusiones: El modelo desarrollado representa una herramienta robusta y eficiente para el diseño, validación y análisis cinemático de sistemas robóticos locales, ofreciendo una alternativa viable para la automatización segura de tareas en entornos industriales y químicos de alto riesgo

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Cómo citar
Romero , E., & Bonilla, S. (2025). Diseño y modelado de un sistema de Manipulación Robótica controlado a distancia para el manejo seguro de sustancias químicas en entornos industriales: Design and modeling of a remote controlled robotic handling system for the safe handling of chemicals in industrial environments. Revista Científica Multidisciplinar G-Nerando, 6(2), Pág. 2946 –. https://doi.org/10.60100/rcmg.v6i2.848
Sección
Artículos

Citas

Avello, A. (2014). Teoría de máquinas (2.ª ed.). Universidad de Navarra. https://dadun.unav.edu/server/api/core/bitstreams/1cc3a011-3c4b-4351-82f5-344784a8de3b/content

Barrientos, A., Álvarez, M., Hernández, J. D., Del Cerro, J., & Rossi, C. (2012). Modelado de cadenas cinemáticas mediante matrices de desplazamiento: Una alternativa al método de Denavit–Hartenberg. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1697791212000623

Carrión Cevallos, M. A., & Concha Arrieta, J. C. (2025). Desarrollo del modelo matemático para un brazo robótico de tres eslabones con un grado de libertad en cada eslabón. Technology Rain Journal, 4(1). https://doi.org/10.55204/trj.v4i1.e65

Cruz, E. M., & Simón-Marmolejo, I. (2020). Diseño y construcción de brazo robótico para línea de producción entrenadora. https://www.researchgate.net/publication/360919108

Hernández Sánchez, J. (2018). Técnicas Modernas en Automática. Universidad Técnica Federico Santa María. http://www2.elo.utfsm.cl/~elo377/documentos/TMA-RoboticaJHS.pdf

Jaramillo, G., Villa, S. J., & Paúl, T. E. (2016). Prototipado y construcción mediante impresión en 3d de un brazo inalámbrico para procesos industriales de alto riesgo. https://dspace.espoch.edu.ec:8080/server/api/core/bitstreams/2978808a-7bee-4340-b2ef-d9afae8b39ef/content

Mabell, N., Figueroa, S., Adrian, A., Figueroa, M., Jair, D., & Tomalá, S. (2024). Advanced simulation of a robotic arm with 2 degrees of freedom, controlled in simscape. Revista América Latina " (Vol. 1, Issue 6). https://doi.org/10.61582/r8jr5194

Morales, K., Hoyos, C., & García, J. M. (2019). Diseño y optimización de la estructura mecánica de un brazo robótico antropomórfico desarrollado con fines educativos. Revista UIS Ingenierías, 18(4), 193–208. https://doi.org/10.18273/revuin.v18n4-2019017

Nicolas Carrillo; Yamil Gualteros. (2019). Diseño de un brazo robótico para utilizar en un laboratorio de automatización. https://repository.uamerica.edu.co/server/api/core/bitstreams/30b75a9a-6b09-4b4d-8f45-0c119dfe4512/content

Ortega Ordoñez, R. C. (2024). Brazo Robótico de Tres Articulaciones Mediante Servomotores con Tecnología Arduino. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(1), 3099–3113. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i1.9639

Romero Estalin. (2021). Diseño y simulación de un brazo robótico remotamente controlado; para manipulación de sustancias especiales en procesos industriales. https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/4589438

Ruderman, M., Hoffmann, F., & Bertram, T. (2012). A Matlab-based framework for the remote control of a 6-DOF robotic arm for education and research in control theory. IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline), 9(PART 1), 366–371. https://doi.org/10.3182/20120619-3-RU-2024.00059

Tofallis, C. (2021). A better measure of relative prediction accuracy for model selection and model estimation. Journal of the Operational Research Society, 66(8), 1352–1362. https://arxiv.org/abs/2105.05249

Yime, E., Roldán Mckenley, J., & Villa Ramirez, J. L. (2017). Computed torque control of a 2-RR planar parallel robot // Control por par calculado de un robot paralelo planar 2-RR. Prospectiva, 15(2), 85–95. https://doi.org/10.15665/rp.v15i2.1111.