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EVALUACIÓN DE LOS BENEFICIOS DEL DISEÑO DE UN ROBOT PARA
FACILITAR LA SIEMBRA DEL CULTIVO DE MAÍZ EN EL MUNICIPIO DE
ARAUQUITA.
Integrantes:
EUGENIO VILLAMIZAR ARBAJALINO
WILMER DIAZ FUENTES
JEIBER JABIER BLANCO TORRES
CARLOS JAIR HIGUERA URIBE
Tutor:
ALEXANDER MENA ARDILA
INSTITUTO TECNICO AGROINDUSTRIAL JUAN JACOBO ROUSSEAU
ROBOTICA JUANJACO
ARAUQUITA
2015
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………4
1.1. Descripción del problema…………………………………………………………...4
1.2. Justificación…………………………………………………………………………...4
1.3. Objetivos…………………………………………………………………………..……5
1.3.1. General……………………………………………………………… ……………….5
1.3.2. Específicos……………………………………………………………..……………5
2. MARCO DE REFERENCIA…………………………………………………..………….6
2.1. Marco de Antecedentes………………………………………………..…………….6
2.2. Marco teórico y conceptual………………………………………………………....8
2.3. Marco legal……………………………….…………………………………………....9
3. DISEÑO METODOLÓGICO……………………………….…………………………..11
3.1. Enfoque, alcance y diseño de investigación. …………….………………….…11
3.2. Población y muestra…………………………………………………...……………12
3.3. Plan de análisis de herramientas y actividades de recolección y
sistematización de la información……………………………….…………………….12
4. CRONOGRAMA Y PRESUPUESTO …………………………………………………13
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS…………………………………………….…………….15
6. CONCLUSIONES……………………………………………………………………….16
7. RECOMENDACIONES………………………………………..……………………….17
8. BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………….…………………...18
9. ANEXOS………………………………………………………………...……………….19
INTRODUCCIÓN
Dado los avances tecnológicos en los últimos años, el hombre ha creado y
ha inventado en su gran mayoría enormes proyectos que unen la realidad
con la fantasía e imaginación, llegando así a crear máquinas que satisfacen
en gran parte a la sociedad, dando aportes importantes en el que cada uno
de ellos reúne la inteligencia con el saber haciéndose valer y sentir en
sectores industriales y sociales, que actúan como agente externo pero que
a menudo hace uso de cada uno de estos inventos y creaciones creadas
por el mismo hombre.
Por tal razón se diseñó y se creó un sistema que favorezca el sector
agrónomo, en el que el hombre actúa como el cerebro intelectual en la base
del conocimiento de un robot, quien realiza todas las funciones que se
pueda llevar acabo por una serie de personas encargadas de dicho
manejo, pero que el solo logra en tampoco tiempo una mayor producción,
que genera mayores ingresos y fortalece el sistema alcanzando un óptimo
desempeño industrial.
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.
Descripción del problema
Este proyecto nace con la necesidad de satisfacer el problema que se viene
presentando en el sector agrónomo, en cuanto el manejo de diferentes tipos
de siembra de cultivo, dado por un método tradicional que atrasa el desarrollo
y rendimiento de la producción. Debido a este inconveniente se plantea,
mejorar el sector productivo regional de una forma tecnológica, eficiente y
ergonómica como factor clave para las diferentes clases y sectores de nuestro
municipio.
¿Cómo mejoraríamos la manera de cultivar en los campos?
1.2.
Justificación.
La robótica se tiene que implementar en la agronomía para tener más
ocupación de los terrenos, la robótica aporta a los agricultores herramientas
que ayudan una mejor producción en sus fincas la evolución de estas ha
aportado a las vidas de los campesinos grandes herramientas
que han
mejorado la vida de estos.
Ya que actualmente las tecnologías han aportado una parte muy necesaria en
la producción de todos los campos ya que con esta se pueden obtener
productos en muy poco tiempo o también hace trabajos que hacían en mucho
tiempo y cantidad de obreros.
Estos nuevos conceptos han llevado a la robótica a tener una amplia
aceptación por parte de los agricultores.
También podemos ver que este proyecto ayudaría mucho a los campesinos
de nuestra región ahorrando presupuestos, personal etc…
1.3.
Objetivos
1.3.1. General.
Crear un prototipo robótico, programado en arduino encargado de sembrar
maíz u otro tipo de semilla.
1.3.2. Específicos.

Diseñar el prototipo y sistema de distribución de la semilla de maíz.

Elaborar el modelo por medio de herramientas de trabajo y equipos
eléctricos.

Programación del arduino, para el control y manejo del sistema de
tracción, sistema de potencia y sistema de fuerza.

Calcular el torque, la fuerza del resorte, el tiempo, la velocidad y espacio
para una mejor precisión y estabilidad en el funcionamiento del robot.
2. MARCO DE REFERENCIA
2.1.
Marco de Antecedentes.
Velazco Sanchez Enrique Ruíz (2007). Edúcatronica: Innovación en el
aprendizaje de las Ciencias y la Tecnología. Publicado por Ediciones Díaz de
Santos.
La palabra robótica, que significa “la ciencia que estudia los robots”.
Se trata de ubicar al estudiante en un medio ambiente tecnológico (mismo que
le permitirá la manipulación concreta de objetos reales de tal suerte que sea
capaz de iniciar un proceso de resolución de problemas, es decir, que a partir
de la realidad en la que se encuentra, el alumno podrá percibir los problemas,
imaginar las soluciones, formularlas, construirlas y experimentarlas con el
doble objetivo de comprender y proponer o mejorar la solución propuesta.
La robótica pedagógica privilegia el aprendizaje inductivo y por descubrimiento
guiado, se aseguran en la medida en que se diseñan y se experimentan un
conjunto de situaciones didácticas constructivistas mismas que permitirán a
los estudiantes construir su propio conocimiento.
Pineda, Enid. Educación en la Sociedad de la Información y el Conocimiento.
Versión Preliminar. EUNED, San José, Costa Rica, 2005.
La autora propone la tecnología en cada una de las actividades que
realizamos y los lugares en los que nos movemos, la constante búsqueda del
ser humano para dar solución a los problemas y procurar el mejor
aprovechamiento de los recursos con el fin de satisfacer sus propias
necesidades y las de la sociedad en particular, dan como resultado el invento,
es decir la creación de diversas máquinas, dispositivos, artefactos y
herramientas para determinados usos. El concepto de tecnología se plantea
como el proceso mediante el cual los seres humanos, emplean el conocimiento
científico para diseñar herramientas y máquinas que les permitan incrementar
su control y comprensión del entorno material.
Acuña Zuñiga, Ana Lourdes. Robótica: para el desarrollo de habilidades en
diseño con niños, niñas y jóvenes en América Latina. La estrategia
metodología,
de http://www.scribd.com/doc/8699905/Robotica-en-la-
Educacion
Una de las formas de introducir las TIC en el currículo ha sido la Robótica
Educativa. En educación es esencialmente una herramienta que potencia las
representaciones de los conocimientos construidos producto de la interacción
del alumno con los materiales a la luz de un problema a resolver y la guía del
maestro facilitador, esencialmente en una modalidad de trabajo colaborativo.
En cuanto a la robótica educativa esta se encarga de desarrollar robots
educativos para que los alumnos inicien el estudio de matemáticas, física,
informática, tecnología y afines.
http://ro-botica.com/educacion.asp
Artículo que muestra la robótica educacional, por su multidisciplinidad, como
la nueva solución integral de aprendizaje, permitiendo a los estudiantes,
mediante un alto grado de motivación, descubrir la programación controlando
dispositivos reales de entrada y salida, física (energías, fuerza y velocidad) y
conceptos matemáticos (trigonometría, geometría) de una forma divertida,
creativa y participativa.
http://aularobotica.blogspot.com/
La Robótica Educativa es un programa educativo diseñado con el propósito
de crear un espacio donde los niños y niñas se inicien en el estudio de la
ciencia y la tecnología, basado en ese deseo natural que muestran los niños y
niñas de interactuar con la tecnología y especialmente con aquella que le
permite crear de forma innovadora.
2.2.
Marco teórico y conceptual.
Motorrecductor: Los reductores y motorreductores mecánicos de velocidad se
pueden contar entre los inventos más antiguos de la humanidad y aún en estos
tiempos del siglo XXI se siguen utilizando prácticamente en cada máquina que
tengamos a la vista, desde el más pequeño reductor o motorreductor capaz de
cambiar y combinar velocidades de giro en un reloj de pulsera, cambiar
velocidades en un automóvil, hasta enormes motorreductores capaces de dar
tracción en buques de carga, molinos de cemento, grandes máquinas
cavadoras de túneles o bien en molinos de caña para la fabricación de azúcar.
Un motorreductor tiene un motor acoplado directamente, el reductor no tiene
un motor acoplado directamente.
Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica esto es por
lo general es un sistema electromecánico que por su apariencia o sus
movimientos, ofrece la sensación de tener un propósito propio. La
independencia creada en sus movimientos hace que sus acciones sean la
razón de un estudio razonable y profundo en el área de la ciencia y tecnología
actualmente podría considerarse que un robot es una computadora con la
capacidad y el propósito de movimiento que en general es capaz de desarrollar
múltiples tareas de manera flexible según su programación; así que podría
diferenciarse de algún electrodoméstico especifico.
En la actualidad, los robots comerciales e industrias son ampliamente
utilizados, y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los
humanos. Los robots son muy utilizados en plantas de manufactura, montaje,
embalaje, en trasporte, en exploraciones en la tierra y en el espacio, cirugía,
armamento, investigación en laboratorios y en la producción en masa de
bienes industriales o de consumo.
Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda
y rescate de personas y búsquedas de minerías
Existe una gran esperanza, especialmente en Japón, de que el ciudadano de
hogar para la población de edad avanzada pueda ser desempeñado por robots
Los robots parecen estar abaratándose y reduciéndose su tamaño, una
tendencia relacionada con la miniaturización de los componentes de los
componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos
Existen diferentes tipos y clases de robots, entre ellos en forma humana, de
animales de plantas o incluso de elementos arquitectónicos pero todos de
diferencia por sus capacidades de trabajar.
2.3.
Marco legal.
Las tres leyes de la robótica:
1. Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitir que
un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos,
excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta
protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley
Los requisitos especiales en términos de diseño y aplicación de robots:
Según lo especificado en la Directiva de Máquinas CE 2006/42/CE, se exige
la concreción de algunas medidas en el área Robotics. Los requisitos
especiales en términos de diseño y aplicación de robots son ahora la base de
algunas novedades y modificaciones de las normativas.
Ley 1341 de 2009:
Reglamentado Parcialmente por el Decreto Nacional 2693 de 2012,
Reglamentado Parcialmente por el Decreto Nacional 2573 de 2014
Por la cual se definen principios y conceptos sobre la sociedad de la
información y la organización de las Tecnologías de la Información y las
Comunicaciones –TIC–, se crea la Agencia Nacional de Espectro y se dictan
otras disposiciones
Ley 1286 DE 2009:
Por la cual se modifica la Ley 29 de 1990, se transforma a Colciencias en
Departamento Administrativo, se fortalece el Sistema Nacional de Ciencia,
Tecnología e Innovación en Colombia y se dictan otras disposiciones.
Normativa legal ISO 1018: 1992
Esta norma data del año 1992 y fue realizada por el Organismo Internacional
de Estandarización (ISO-92)
Normativa americana ANSI/RIA R15.06-1992
Se trata de una normativa realizada por el Instituto Nacional de Normalización
de Estados Unidos (ANSI) (ANSI-92). También data del año 1992.
Normativa Europea EN 775 y española UNE-EN 775
El Comité Europeo de Normalización (CEN) aprobó en 1992 la normativa EN
775, adaptación de la norma internacional ISO 10218:1992.
(http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/bs-as/hombre-vsmaquina/segunorm.htm)
3. DISEÑO METODOLÓGICO
3.1.
Enfoque, alcance y diseño de investigación.
Enfoque cuantitativo: Para la presente investigación se determina que el
enfoque debe ser teniendo en cuenta que es un proceso riguroso, cuidadoso
y sistematizado en el que se busca resolver problemas, bien sea de vacío de
conocimiento (investigación científica) o de gerencia, pero en ambos casos es
organizado y garantiza la producción de conocimiento o de alternativas de
solución viables.
Usa la recolección de datos para probar la hipótesis, con base en la medición
numérica y el análisis estadístico, para establecer patrones de comportamiento
y probar teorías.
Alcance descriptivo: Detallar como son y se manifiestan mediante una
descripción los fenómenos, situaciones, contextos y sucesos.
Busca especificar las propiedades, las características y los perfiles de
personas, grupos, comunidades, procesos, objetos o cualquier otro fenómeno
que se somete a un análisis. Describe tendencias de un grupo.
Son útiles para mostrar con precisión los ángulos o dimensiones de un
fenómeno, suceso, comunidad, contexto o situación.
3.2.
Población y muestra.
De acuerdo a las características que se presentan en la investigación que se
ha formulado se puede determinar que no aplica población y muestra, la razón
por la cual no se selecciona se debe a que no existe
una delimitación
poblacional debido a que el fin último es el diseño y puesta en marcha de un
robot que tenga la capacidad de sembrar semillas de maíz y en la etapa de
este proyecto no se está midiendo el impacto que tiene el en una comunidad
definida el cual se llevaría en una segunda etapa.
3.3.
Plan de análisis de herramientas y actividades de recolección y
sistematización de la información.
Para llevar a cabo el proceso de análisis de herramientas el grupo de
investigación inicialmente se enfocó en realizar una inmersión en fuentes
bibliográficas que documentan los procesos de la robótica y su aplicación,
seguidamente se realizó el diseño del prototipo de robot, posteriormente se
analizaron y observaron diseños de robots que cumplen alguna función que
tiene similitudes con el que se pretende diseñar.
Para continuar con el proceso de construcción del prototipo se utilizó el
programa denominado arduino, para el control y manejo del sistema de
tracción, sistema de potencia y sistema de fuerza.
Por último se Identificación de materiales necesarios para ensamblar el
prototipo que se diseñó y se realizaron las respectivas pruebas.
4. CRONOGRAMA Y PRESUPUESTO
MES
JULIO
ACTIVIDAD
1
diseño
plano
Elaboración de
chasis
Montado de
motores
Montado de
rieles
Montado de
llantas
Programación
Elaboración
del proyecto
pintado
Socialización
2
AGOSTO
3
4
1
2
3
4
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
1
1
2
3
4
2
3
NOVIEMBRE
4
1
2
3
4
MATERIAL
VALOR
UNITARIO
CANTIDAD
VALOR
CABILLA
4,000
1
4,000
MOTORREDUCTOR
GRANDE
120,000
2
240,000
MOTORREDUTOR
PEQUEÑO
90,000
2
180,000
RUEDAS
8,000
4
32,000
ELECTRODOS
3,000
1
3,000
VALINERAS
9,000
1
18,000
MEGA ARDUINO
120,000
1
120,000
VIBRADORES
2,000
3
6,000
VATERIA 12 V
60,000
1
60,000
RIELES
40,000
1
40,000
TOTAL
703,000
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS
Debido a las necesidades generadas en el campo por el bajo rendimiento de
producción, se realizó un modelo que resuelva en gran parte dicho problema
creando un robot sembrador de maíz, y que puede llegar a realizar diferentes
tipos de siembra.
De igual forma este busca mejorar el proceso de siembra tradicional que se ha
venido realizando y efectuando en los últimos años, dándole a este sistema un
mejor acabado y mayor producción en el ámbito competitivo industrial o
empresarial siendo un producto de buena calidad y de exportación nacional e
internacional.
Por otra parte se realizó en la institución educativa juan Jacobo Rousseau en
el taller de mecánica dado que este cuenta con las herramientas necesarias
requeridas para la elaboración de este proyecto, que se inició a partir del mes
de julio y culmino en el mes de octubre del presente año. A su vez esperamos
una buena aceptación por parte de los sectores agrónomos de nuestra región
y que este pueda ser el comienzo de una nueva etapa marcada por las
siembras automatizadas o robóticas. Permitiendo en si el aporte de los
sectores empresariales para mejorar día a día este proceso involucrándose
más en este desarrollo tecnológico e investigativo.
6. CONCLUSIONES

Para lograr la construcción de un prototipo de un equipo especializado
para el sembrado automático de semillas en tamaño real, fue necesario
realizar diferentes acciones de manera secuencial que contribuyen con
el desarrollo del proceso de siembra.

inicialmente, se recopilo un marco teórico acerca del proceso de
siembra y maquinas existentes en el mercado, lo que permitió identificar
y emular algunos procedimientos determinantes en el proceso.

se seleccionó los instrumentos y software necesarios para el monitoreo
y control del proceso de siembra de semillas de maíz.

este prototipo se limitó a la intervención del operario a tareas de
supervisión para el monitoreo y control del sembrado de semillas así
como el suministro de los insumos.

el prototipo de sembrado automático de semillas puede ser utilizado
para la siembra de otras semillas como de aromáticas, hortalizas,
debido a su manera rápida, homogénea, y precisa en la dosificación de
la semilla.
7. RECOMENDACIONES

Después de preparado el suelo y antes de la siembra, se debe
incorporar el fertilizante si este lo necesita. Para disminuir costos de
establecimiento de la pastura, la fertilización y la siembra puede
realizarse simultáneamente.

Continuar con este proceso investigativo que tantos beneficios brindan
a la educación Arauca.

Disponer de más tiempo para la realización del proceso de investigación
para lograr mejores resultados.
8. BIBLIOGRAFÍA
1.
http://earchivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/15863/PFC_Cayetana_Garcia
_Azpiazu.pdf?sequence=1
2.
http://www.fod.ac.cr/robotica/descargas/roboteca/articulos/2009/motorinnov
a_articulo.pdf
3.
http://platea.pntic.mec.es/~mhidalgo/cursorobotica/01_RoboticaEducativa.pdf
4.
http://www.sedquindio.gov.co/includes/uploaded/RoboticaPreescolar.pdf
5.
http://www1.herrera.unt.edu.ar/faceyt/dao/files/2012/04/Robotica-1.pdf
6.
file:///C:/Users/MAYORISTA%20DEL%20LLANO/Downloads/40461-3452.pdf
7.
http://www.redalyc.org/pdf/2010/201024390002.pdf
8.
http://observatoriotecedu.uned.ac.cr/media/429.pdf
9.
http://www.robotica.itam.mx/WebPage/documents/TESIS-Edgar-David-SoteloIniesta.pdf
10.
http://earchivo.uc3m.es/bitstream/handle/10016/15863/PFC_Cayetana_Garcia
_Azpiazu.pdf?sequence=1
11.
http://programafrida.net/theme/default/files/9.0.pdf
12.
http://ecx.images-amazon.com/images/I/B1w6syxEbaS.pdf
13.
http://mbandf.com/machines/performanceart/melchior/press/_texts/MELCHIOR-SPANISH.pdf
14.
http://eadic.com/wp-content/uploads/2013/11/Hormigon-Proyectado.pdf
15.
http://bibliotecadigital.educ.ar/uploads/contents/ROBOTICA1.pdf
9. ANEXOS