Diseño mecatrónico y prototipado rápido de un robot antropomórfico utilizando manufactura aditiva

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.29057/icbi.v14iEspecial.15388

Palabras clave:

Robótica, Manufactura aditiva, Diseño mecatrónico, Robot antropomórfico

Resumen

En este artículo se presenta el diseño mecatrónico secuencial de un robot antropomórfico desarrollado mediante herramientas de diseño asistido por computadora (CAD). Las etapas iniciales del proceso incluyen la selección de los componentes electrónicos y los materiales estructurales del robot. A partir de este diseño, se implementa un proceso de prototipado rápido mediante manufactura aditiva, utilizando impresoras 3D para fabricar y ensamblar el prototipo. En esta fase se integran los distintos componentes del robot, como los eslabones, los actuadores, las conexiones eléctricas y la tarjeta de control. Todo el proceso se realiza siguiendo un enfoque de diseño mecatrónico que involucra métodos iterativos para cumplir con los requerimientos del usuario y la tarea a realizar. La propuesta incluye un prototipo piloto funcional que puede servir como base para futuras mejoras orientadas a satisfacer los criterios de optimización definidos por el usuario. Finalmente, como parte del proceso de validación del diseño, se lleva a cabo la construcción física y la evaluación del movimiento del robot.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

José Irving, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

.

Raúl Dalí, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

.

Erick Axel , Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec

.

Gonzalo Hedain, Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

.

Jaime, Instituto Politécnico Nacional

.

Diego , Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

.

Citas

Alvarez Cabrera, A. A., Foeken, M. J., Tekin, O. A., Woestenenk, K., Erden, M. S., De Schutter, B., & Van Tooren, M. J. L. (2010). Towards automation of control software: A review of challenges in mechatronic design. Mechatronics, 20(8), 876–886.

Blasiak, S., Bochnia, J., Takosoglu, J., Kozior, T., Nowakowski, L., Skrzyniarz, M., Krzysztofik, I., Blasiak, M., Dindorf, R., & Wos, P. (2024). 3D and 4D printing in advanced robotics systems: Recent developments and applications. Sustainability, 16(24), 11174.

Cohen, E., Vikas, V., Trimmer, B., & McCarthy, S. (2015). Design methodologies for soft-material robots through additive manufacturing, from prototyping to locomotion. In International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (Vol. 57137, p. V05BT08A015). American Society of Mechanical Engineers.

Craig, J. J. (2006). Robótica. Pearson Educación.

de Carvalho, R. A., da Hora, H., & Fernandes, R. (2021). A process for designing innovative mechatronic products. International Journal of Production Economics, 231, 107887.

De Marchi, V., Pineda-Escobar, M. A., Howell, R., Verheij, M., & Knorringa, P. (2022). Frugal innovation and sustainability outcomes: Findings from a systematic literature review. European Journal of Innovation Management, 25(6), 984–1007.

de Wit, C. C., Siciliano, B., & Bastin, G. (2012). Theory of robot control. Springer Science & Business Media.

Jagtap, S. (2021). Frugal IDEM: An integrated methodology for designing frugal innovations in low-resource settings. In Design for Tomorrow Volume 2: Proceedings of ICoRD 2021 (pp. 41–51). Springer.

Janschek, K. (2011). Mechatronic systems design: Methods, models, concepts. Springer Science & Business Media.

Kaneps, J., Gerina-Ancane, A., & others. (2016). Perfection of learning methods for mechatronics basics in mechanical engineering and industrial design studies. Engineering for Rural Development, 1, 597–605.

Lim, C. Y., & Fujimoto, T. (2019). Frugal innovation and design changes expanding the cost-performance frontier: A Schumpeterian approach. Research Policy, 48(4), 1016–1029.

Mcharek, M., Hammadi, M., Azib, T., Larouci, C., & Choley, J.-Y. (2019). Collaborative design process and product knowledge methodology for mechatronic systems. Computers in Industry, 105, 213–228.

Morales-Cruz, C., Ceccarelli, M., & Portilla-Flores, E. A. (2021). An innovative optimization design procedure for mechatronic systems with a multi-criteria formulation. Applied Sciences, 11(19), 8900.

Moreno Nieto, D., Alonso-García, M., Pardo-Vicente, M.-A., & Rodríguez Parada, L. (2021). Product design by additive manufacturing for water environments: Study of degradation and absorption behavior of PLA and PETG. Polymers, 13(7), 1036.

Prajapati, S., Sharma, J. K., Kumar, S., Pandey, S., & Pandey, M. K. (2024). A review on comparison of physical and mechanical properties of PLA, ABS, TPU, and PETG manufactured engineering components by using fused deposition modelling. Materials Today: Proceedings.

Rao, B. C. (2017). Advances in science and technology through frugality. IEEE Engineering Management Review, 45(1), 32–38.

Sanchez-Garcia, B., Bugarin, E., Aguilar-Bustos, A. Y., & others. (2023). Mejoramiento de un servomotor inteligente de bajo costo. Pädi Boletín Científico de Ciencias Básicas e Ingenierías del ICBI, 11(Especial 2), 127–133.

Santiago, L. M. L., & Pinto, V. D. C. (2024). Creando más con menos, la innovación frugal como nuevo paradigma de diseño para la sostenibilidad: Creating more with less, frugal innovation as a new design paradigm for sustainability. Revista de Estudios Interdisciplinarios del Arte, Diseño y la Cultura, (Especial: Intersecciones entre Sustentabilidad, Artes y Diseño), 38–55.

Sciavicco, L., & Siciliano, B. (2012). Modelling and control of robot manipulators. Springer Science & Business Media.

Singh, R., Seniaray, S., & Saxena, P. (2020). A framework for the improvement of frugal design practices. Designs, 4(3), 37.

Terrile, S. (2022). Soft robotics: Applications, design and control (Tesis doctoral).

Van Brussel, H., Leurs, B., De Schutter, B., & Van Nuffel, H. (2001). Design for control – A concurrent engineering approach for mechatronic systems design. Mechatronics, 11(4), 417–433.

Wang, Y., Yu, Y., Xie, C., Zhang, X., & Jiang, W. (2013). A proposed approach to mechatronics design education: Integrating design methodology, simulation with projects. Mechatronics, 23(8), 942–948.

Yan, X.-T., & Zante, R. (2010). A mechatronic design process and its application (pp. 55–70). Springer London.

Descargas

Publicado

2026-03-20

Cómo citar

Anaya Serrano, J. I., Cruz-Morales, R. D., Padilla García, E. A., López Mera, G. H., González Sierra, J., & Sánchez García, D. (2026). Diseño mecatrónico y prototipado rápido de un robot antropomórfico utilizando manufactura aditiva. Pädi Boletín Científico De Ciencias Básicas E Ingenierías Del ICBI, 14(Especial), 388–396. https://doi.org/10.29057/icbi.v14iEspecial.15388

Número

Sección

Artículos de investigación

Datos de los fondos