TECNOLOGÍA 4º ESO - Proyecto brazo robótico con mecanismo hidráulico

 TEMA 6.-NEUMÁTICA E HIDRÁULICA. PROYECTO BRAZO ROBÓTICO

    Este proyecto permite la construcción de un brazo robótico hidráulico utilizando materiales sencillos como madera, cartón y jeringas. Es necesario explorar varios principios de ingeniería y física de manera práctica y accesible. Al construir este brazo robótico, los estudiantes pueden comprender mejor conceptos como la mecánica de fluidos, la transmisión de fuerzas y el diseño estructural, y los principios de la neumática y la hidráulica, fundamentales en diversas áreas de la ingeniería.

Principios de la hidráulica

    La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se ocupa del uso de líquidos para transmitir fuerza. En el contexto de un brazo robótico, este principio se aplica usando jeringas llenas de líquido que, al presionar o tirar del émbolo, mueven las partes del brazo. Este sistema imita cómo los cilindros hidráulicos reales operan en maquinaria y robótica, proporcionando una manera eficiente y controlable de generar movimiento y fuerza.

Fuente: https://ecoinventos.com/como-construir-un-brazo-robot-hidraulico-de-carton/

Materiales para hacer un brazo robot hidráulico.

Los materiales que vamos a necesitar son:

• Madera, chapón de 3 mm de espesor
• Cartón, de cualquier caja.
• Palillos de madera, como la de los pinchitos o brochetas.
• Pegamento.
• Unos palos de helado.
• Pila gastada.
• Jeringas (7).
• Tubo de plástico.
• Agua.

Instrucciones para hacer un brazo robot hidráulico de cartón.

Las instrucciones de fabricación las encontrarás en el vídeo:

Aplicaciones y extensión del proyecto

    El brazo robótico hidráulico puede ser usado en contextos educativos para enseñar conceptos de física, matemáticas, y diseño de ingeniería. Además, se pueden explorar extensiones como la incorporación de sensores para control automático, la comparación de diferentes fluidos para evaluar eficiencia y precisión, o el rediseño para tareas específicas como la manipulación de objetos ligeros. Este proyecto también fomenta habilidades importantes como el pensamiento crítico, la resolución de problemas y la creatividad.

SITUACIÓN DE APRENDIZAJE. PASOS A SEGUIR

    Al construir un brazo robótico accionado hidráulicamente con madera, cartón y jeringas, el alumnado seguirá los siguientes pasos para llegar al producto final:

1. Principios básicos de hidráulica: el alumnado aprenderá cómo la transmisión de fuerza a través de líquidos (agua o aceite) en un sistema cerrado puede usarse para mover o controlar sistemas o máquinas.
2. Ingeniería mecánica y diseño: comprendería aspectos básicos del diseño y la construcción mecánica, como la articulación y el movimiento de las partes del brazo robótico.
3. Habilidades de resolución de problemas: el proceso de ensamblaje y puesta en marcha del brazo robótico puede enseñarle a pensar de manera crítica y a resolver problemas que puedan surgir durante la construcción.
4. Creatividad e innovación: estimula la creatividad del alumnado y la competencia aprender a aprender,  desarrollando nuevas formas de usar materiales de uso técnico para crear un proyecto funcional y novedoso.
5. Coordinación y destreza manual: al construir el brazo, el alumnado mejora sus habilidades motrices y coordinación.
6. Trabajo en grupo: permite al alumnado trabajar en grupos, aprendiento a coordinarse y socializarse.
7. Obtención de un producto final: el alumno se sentirá satisfecho y realizado al comprobar que su esfuerzo, junto con el resto del grupo, permite la obtención de un producto final, en este caso un brazo robótico funcional que tiene utilidad.

    Este tipo de proyectos prácticos son excelentes para introducir al alumnado en conceptos de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) de una manera divertida y atractiva. Importante que los materiales que vamos a usar sean mayormente reciclados.

PLANOS DE CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO

    Los planos de cada una de las piezas se deberán realizar con el programa LibreCAD antes de comenzar la construcción del proyecto. Se utilizará la plantilla con el formato A4 y el cajetín realizados previamente, cuyo diseño se detalla en el siguiente enlace:

https://fdiazuceda.blogspot.com/2016/11/dibujo-del-formato-a4-con-cajetin-en-el.html

    A continuación se realizará el diseño de la piezas de la primera etapa del brazo robótico:

Podemos encontrar los planos y el proceso de fabricación en el siguiente documento a descargar en pdf:

https://www.iesbotanico.org/archivos/elementos/148/PROYECTO%20COMPLETO.pdf

Otro Blog donde podéis encontrar información es:

https://feria-ciencias-elvis.blogspot.com/2013/01/el-brazo-hidraulico.html

Podemos hacer el terminal del brazo como una pinza para coger objetos o como una pala excavadora:

Para ello podemos descargar el documento completo con los planos y la instrucciones de montaje en:

https://nbg-web01.opitec.com/img/106/186/106186bm.pdf