Proyecto Integrador presentado por Marcos Pérez Torres [marine_mpt@hotmail.com]

Licenciatura en Ingeniería Mecatrónica. Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Evaluador

Director: Dr. José Luis Vázquez González

Cholula, Puebla, México a 19 de mayo de 2014.

Resumen

En este proyecto se describe el desarrollo de un proceso de diseño mecatrónico aplicando conocimientos de distintas áreas de la ingeniería para corroborar ese diseño y justificarlo mediante simulaciones, análisis y pruebas. El objetivo principal es llevar ese proceso de diseño a un producto terminado y acoplarlo con todos los componentes electrónicos para construir un sistema cuadricoptero funcional. La etapa final del proyecto está dirigida a la elaboración de un programa que permita comprobar y validar mediante pruebas el funcionamiento del proyecto.

La importancia del proceso de diseño mecatrónico se basa en el uso de técnicas que permiten definir los primeros parámetros del cuadricoptero a partir de los objetivos y restricciones, ambos planteados en la definición del problema. La selección del material y otras características como el tipo de ensamble y el tamaño de la estructura abren las puertas al diseño mecánico de la estructura. El diseño de la estructura debe de cumplir con ciertas características para que el cuadricoptero pueda llevar a cabo los objetivos principales de este proyecto.

Esta etapa del proyecto está relacionada con la selección de los componentes electrónicos que el cuadricoptero necesita para funcionar. Esta relación existe ya que es fundamental conocer las dimensiones de los componentes para tener una idea clara sobre el espacio que estos necesitarán dentro de la estructura y en base a eso se puede comenzar con el diseño mecánico del cuadricoptero.

Un diseño mecánico previo de la estructura del cuadricoptero necesita validarse por medio de un proceso de ensamble con la ayuda del software Creo Parametric 2.0 que sirva para definir el tipo de ensamble que se realizará en la estructura y el tipo de uniones que se utilizarán. Dentro de esta etapa del diseño mecánico es necesario realizar un tipo de análisis fundamental para conocer los esfuerzos que se presentarán en la estructura, así como los desplazamientos al aplicar una fuerza en algún punto de la estructura. Este análisis es el de elemento finito y tiene la finalidad de analizar el comportamiento mecánico de la estructura.

La etapa final del proyecto es la integración de la estructura y los componentes electrónicos previamente calculados. Esta etapa se validara mediante el desarrollo de pruebas de funcionamiento del cuadricoptero y registrar estas pruebas para analizar las capacidades del sistema completo.

Palabras clave: Diseño mecatrónico.

Índice de contenido

Índices (archivo pdf, 193 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 189 kb)

  • 1.1 Descripción del problema
  • 1.2 Justificación
  • 1.3 Objetivos

Capítulo 2. Proceso de diseño mecatrónico (archivo pdf, 761 kb)

  • 2.1 Proceso de diseño mecatrónico para la estructura
  • 2.2 Definición del problema
  • 2.3 Diseño conceptual
  • 2.4 Diseño preliminar

Capítulo 3. Diseño detallado (archivo pdf, 406 kb)

  • 3.1 Descripción del diseño detallado
  • 3.2 Motores
  • 3.3 Controlador electrónico de velocidad (ESC)
  • 3.4 Fuente de energía
  • 3.5 Hélices
  • 3.6 Empuje de los motores
  • 3.7 Modelado de los componentes en Creo Parametric 2.0
  • 3.8 Análisis de elemento finito
  • 3.9 Optimización del centro de gravedad

Capítulo 4. Comunicación del diseño (archivo pdf, 1 mb)

  • 4.1 Ensamble y construcción del cuadricoptero
  • 4.2 Listado de partes
  • 4.3 Plan de ensamble de la estructura
  • 4.4 Peso completo del cuadricoptero
  • 4.5 Instalación electrónica
  • 4.6 Resultados y Pruebas

Capítulo 5. Conclusiones (archivo pdf, 102 kb)

  • 5.1 Trabajo a futuro

Referencias (archivo pdf, 102 kb)

Anexo A. Planos (archivo pdf, 173 kb)

Anexo B. Hojas técnicas (archivo pdf, 354 kb)

Pérez Torres, M. 2014. Diseño y construcción de un sistema cuadricoptero. Proyecto Integrador Licenciatura. Ingeniería Mecatrónica. Departamento de Computación, Electrónica y Mecatrónica, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2014.