Implementación de un gripper robótico: estudio cinemático y proceso de fabricación aditiva

Enrique García Trinidad; Emmanuel Arcos Hernández; José Rafael García Sánchez; Manuel Peralta Gutiérrez; Cesar Felipe Juárez Carrillo

doi:10.29057/aactm.v12i12.15321

Autores/as

Enrique García Trinidad Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0003-2875-0500
Emmanuel Arcos Hernández Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0002-3404-1375
José Rafael García Sánchez Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0001-7036-0990
Manuel Peralta Gutiérrez Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0001-6114-2764
Cesar Felipe Juárez Carrillo Tecnológico Nacional de México https://orcid.org/0000-0002-2405-4674

DOI:

https://doi.org/10.29057/aactm.v12i12.15321

Palabras clave:

Gripper robótico, Análisis cinemático, Manufactura aditiva, Robótica de bajo costo, Impresión 3D

Resumen

Este artículo presenta la implementación de un gripper robótico, desde su diseño conceptual y análisis cinemático hasta su fabricación y ensamblaje mediante manufactura aditiva. Se detalla el modelado del gripper como un mecanismo de cuatro barras, su simulación numérica en Python y la validación en SolidWorks Motion. Un aspecto central es la demostración de que la impresión 3D de código abierto, utilizando filamento PLA en una impresora Creality Ender 5-Plus, ofrece una solución viable y de bajo costo. Esto permite superar las barreras económicas y logísticas que enfrentan los investigadores en países emergentes para el desarrollo robótico. El éxito del ensamblaje valida la solidez del diseño, promoviendo la innovación y la autosuficiencia tecnológica en el campo de la robótica.

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Editora:: Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

Biografía del autor/a

Enrique García Trinidad, Tecnológico Nacional de México

El Dr. Enrique García Trinidad, es Doctor en Ingeniería en Sistemas Robóticos y Mecatrónicos por el Instituto Politécnico Nacional. Actualmente, tiene las distinciones de Investigador Nacional Nivel 1 y Profesor con Perfil Deseable. Simultáneamente, es miembro del Cuerpo Académico de Ciencia y Tecnología en Termofluídos y Mecatrónica Avanzada y también funge como enlace institucional para el programa Madres Jefas de Familia para fortalecer su Desarrollo Profesional del CONACyT. Asi mismo, es miembro de la IEEE Robotics and Automation Society. El Dr. García-Trinidad se ha desempeñado como revisor de proyectos de estancias posdoctorales del CONACyT y revisor de proyectos de investigación del COMECyT en las Ferias de Ciencia e Ingeniería del Estado de México, en el Programa Jóvenes en la Investigación y Desarrollo Tecnológico y en los Programas de apoyos o premios a estudiantes, profesores e investigadores destacados en ciencia y tecnología. De manera análoga, ha colaborado como revisor en las revistas Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, International Journal of Advanced Robotic Systems, Frontiers in Neurorobotics, Evolving Systems y Neurocomputing. El Dr. García-Trinidad tiene 15 publicaciones de investigación científica y tecnológica. Acorde con sus publicaciones, lista un total de 267 citas en Google Scholar. De la misma manera, ha dirigido dos proyectos de investigación a través de la convocatoria Proyecto de Desarrollo Tecnológico e Innovación, financiados por el Tecnológico Nacional de México. Actualmente es asesor de una estancia de investigación especializada del COMECyT. Junto con sus colaboradores en el Instituto Politécnico Nacional ha registrado tres Modelos de Utilidad en el Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual. Para el Dr. García-Trinidad el que un ser humano se mueva desde un punto a otro es una tarea trivial y en contraste para un robot esa tarea tan elemental y básica es un reto complejo. El objetivo de su investigación es el de encontrar respuestas para las siguientes preguntas: a) ¿Dónde esta el robot? b) ¿A dónde va el robot? c) ¿Cómo va a llegar el robot? y d) ¿Cómo reaccionará el robot ante situaciones impredecibles?. Es por eso que se encuentra desarrollando su trabajo en las áreas de generación de trayectorias automáticas para robots móviles y manipuladores, es decir se concentra en encontrar la mejor solución para resolver la planeación de rutas para vehículos autónomos y robots industriales, para que estos puedan moverse en ambientes complejos y evitar obstáculos, salvaguardando el bienestar de los seres humanos con los que conviven.

Emmanuel Arcos Hernández, Tecnológico Nacional de México

El Dr. Emmanuel Arcos Hernández es Ingeniero Mecánico por el Instituto Politécnico Nacional (IPN), realizó la Maestría en Ciencias en Termofluidos por la misma Institución. Obtuvo el grado de Doctor en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Termofluidos por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Actualmente es Profesor Asociado C en el Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan. Cuenta con 3 artículos científicos arbitrados y publicados en revistas reconocidas por el JCR, SCIMAGO y SCOPUS, mismos que han sido citados en el JCR. El Dr. Arcos se especializó en Fuentes Alternas de Energía (Mareomotriz, Solar y Biomasa), Eficiencia Energética, Protección de Costas y Geotecnia Marina, impactando en la formación de recursos humanos altamente especializados en los niveles de licenciatura, maestría y doctorado en temas prioritarios del país con tendencia mundial como son: El aprovechamiento y uso energético de sus océanos, eficiencia energética y energía alternas renovables, el Dr. Arcos a presentado investigaciones en diferentes países como Corea del sur entre otros. Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel Candidato y obtuvo el perfil deseable por el Tecnológico Nacional de México (TecNM). El Dr. Arcos a liderado dos proyectos de investigación financiado por el TecNM, y a participado como colaborador en un proyecto patrocinado por el TecNM, un proyecto financiado por el IPN y 2 proyectos financiados por el CONACYT. Cabe mencionar que actualmente Investigador Asociado en un proyecto de Ciencia Básica en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco del IPN. Tiene la distinción de Profesor de Tiempo Completo con Perfil Deseable (PRODEP) y es miembro del Cuerpo Académico de Ciencias y Tecnología en Termofluídos y Mecatrónica Avanzada del Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan.

José Rafael García Sánchez, Tecnológico Nacional de México

El Dr. José Rafael García Sánchez es Ingeniero en Robótica Industrial por el Instituto Politécnico Nacional (IPN), Maestro en Tecnología de Cómputo por el Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico en Cómputo (CIDETEC) del IPN, Maestro en Ingeniería Eléctrica con opción en Control Automático por la Universidad Nacional Autónoma de México y Doctor en Ingeniería de Sistemas Robóticos y Mecatrónicos por el CIDETEC-IPN. El Dr. García-Sánchez ha publicado más de 25 artículos en revistas indexadas en el JCR, mismos que han sido citados más de 400 veces en revistas indexadas, ha participado en congresos internacionales, publicado más de 20 artículos de difusión y dos capítulos de libros en la editorial IntechOpen. Ha dirigido tesis de nivel doctorado y maestría. En los últimos años ha colaborado activamente en más de 8 proyectos financiados por la Secretaría de Investigación y Posgrado del IPN y ha dirigido dos proyectos financiados por el Tecnológico Nacional de México (TecNM). Fue galardonado con la Presea Lázaro Cárdenas a nivel doctorado en el área de Ciencias Físico-Matemáticas. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con la distinción del nivel I. Actualmente es docente/investigador en el Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan (TESH) del TecNM. Sus intereses de investigación están enfocados en el control de sistemas robóticos, sistemas de potencia y sistemas subactuados.

Manuel Peralta Gutiérrez, Tecnológico Nacional de México

El Dr. Manuel Peralta Gutiérrez es Ingeniero Mecánico por el Instituto Politécnico Nacional, con Maestría en Ciencias en Termofluidos por la misma Institución. Recibió el grado de Doctor en Ingeniería Mecánica con Especialidad en Termofluidos por la Universidad Nacional Autónoma de México. Actualmente es Profesor Titular A en el Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan. Cuenta con 6 artículos científicos arbitrados y publicados en revistas reconocidas por el JCR, SCIMAGO y SCOPUS, mismos que han sido citados en al menos 85 ocasiones en el JCR, su investigación se encuentra enmarcada en el estudio de fenómenos de transporte que incluyen mecánica de fluidos; transferencia de calor y masa; fuentes alternas de energía (energía undimotriz, energía solar y biomasa) y eficiencia energética, impactando a la sociedad con la formación de recursos humanos en los niveles de licenciatura, maestría y doctorado en temas prioritarios del país como son: el aprovechamientos y uso de sus océanos, eficiencia energética y energías alternas renovables. Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadores Nivel I y obtuvo el perfil deseable por el Tecnológico Nacional de México (TecNM). Estuvo a cargo de un proyecto de investigación financiado por el TecNM, y participo como colaborador en dos proyectos patrocinado por el TecNM. En estos momentos es Investigador Asociado en un proyecto de Ciencia Básica en la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco del IPN. Tiene la distinción de Profesor de Tiempo Completo con Perfil Deseable (PRODEP) y es el Líder del Cuerpo Académico de Ciencias y Tecnología en Termofluidos y Mecatrónica Avanzada del Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan.

Cesar Felipe Juárez Carrillo, Tecnológico Nacional de México

El Dr. Cesar Felipe Juárez Carrillo es egresado por el Instituto Politécnico Nacional donde obtuvo los títulos de Ingeniero en Robótica Industrial, La Especialidad en Ingeniería Mecánica, La Maestría en Manufactura y el Doctorado en Ingeniería en Sistemas Robóticos y Mecatrónicos. Se desempeña actualmente como profesor asociado C en el Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan. Cuenta con 6 artículos científicos arbitrados, publicados y citados en revistas reconocidas por el JCR y SCOPUS. Los temas de investigación en los que se enfoca su trabajo son: los referentes al modelado matemático de sistemas dinámicos, automatización y control de procesos, regulación y control de sistemas mecatrónicos y robóticos, sistemas de optimización de energía, sistemas de aprendizaje automático, sistemas de producción de cultivos verticales automatizados sustentables dentro de la necesidad de optimización de recursos y problemáticas con el cambio climático. Enfoca su esfuerzos e impacto hacia la sociedad con la formación de recursos humanos en contextos multidisciplinarios en los grandes problemas globales actuales, en los niveles de licenciatura, maestría y doctorado. Actualmente cuenta con el perfil deseable (PRODEP) por el Tecnológico Nacional de México (TecNM). Ha participado en proyectos de investigación financiados por el TecNM y es miembro activo en el Cuerpo Académico de Ciencias y Tecnología en Termofluídos y Mecatrónica Avanzada del Tecnológico de Estudios Superiores de Huixquilucan.

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