Prediseño de un robot móvil y dimensionamiento de un manipulador serial para control de plagas en cultivo de cebolla larga en el municipio de Aquitania

Abstract

El riego poco controlado de pesticidas en cultivos de cebolla larga en Aquitania (Boyacá) y el bajo acceso a tecnologías agrícolas, limitan las posibilidades de los pequeños productores (que constituyen la mayoría) de emprender proyectos con mayor alcance y rentabilidad. La implementación de un robot agrícola capaz de aplicar riegos en las condiciones de pendiente considerable, sin conexión constante a la fuente eléctrica, es una alternativa que permitiría unificar los cambios en estas tecnologías a nivel global con la tecnificación escasa en el campo colombiano. En el presente proyecto, se desarrolló un prediseño de un rover, seleccionando los componentes mas esenciales de los subsistemas motriz (o tracción con el suelo), suspensión, almacenamiento y bombeo y de adquisición de datos e interfaz con el usuario. Así mismo, el enfoque detallado fue hacia el diseño de un manipulador robótico planar, acoplado al sistema de bombeo. Este manipulador se basa en el robot UR5, con la diferencia de que se tienen tres grados de libertad, y el movimiento en cada junta es bidimensional (todos en el mismo plano). Las dimensiones generales del rover, así como las restricciones de movimiento del manipulador, se basan en la predisposición de los cultivos de 40 cm entre plantas y 80 cm entre surcos, y la altura de entre 30 y 90 cm de las plantas. A partir de esta información, se obtuvo un espacio de trabajo circular, se dimensionaron las longitudes de los eslabones y se desarrolló la cinemática y la cinética del mecanismo. Mediante el desarrollo de las expresiones matriciales y la simulación en sicmechanics en MATLAB, se logró realizar el cálculo de posiciones, velocidades, aceleraciones y momentos, así como una trayectoria suavizada. De este modo, se logró desarrollar un diseño de manipulador robótico para el riego en cultivos de cebolla larga, con un desempeño mas preciso y de igual capacidad de trabajo (en tiempo y área) que al emplear mano de obra para la misma tarea.