Desarrollo de un Gripper adaptativo de accionamiento neumático basado en robótica suave para manipulación adecuada de manzanas Granny Smith de la especie Malus doméstica

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Título : Desarrollo de un Gripper adaptativo de accionamiento neumático basado en robótica suave para manipulación adecuada de manzanas Granny Smith de la especie Malus doméstica
Autor : Tumbaco Ruiz, John Jesús
Director de Tesis: Cortez Saravia, David Mateo
Resumen traducido: This project focuses on creating an adaptive pneumatic soft gripper, which utilizes soft robotics principles, to effectively handle Granny Smith apples. These new types of actuators are an alternative to traditional rigid grippers, offering a safer solution for handling irregularly shaped fruits and objects, as they are flexible and adapt to their shape. To develop this project, a methodology was used that included the selection of elastic materials specifically for soft robotics. The structural components were designed using computer-aided design (CAD) software, and detailed simulations were performed in SolidWorks. Subsequently, molds were manufactured in Vytaflex rubber, and prototypes were built using photopolymer resin and flexible silicones. Finally, the gripper was integrated into a KUKA KR 4 R600 robotic arm and a pneumatic drive system. Finally, experimental tests were conducted with apples, mandarins, and oranges, evaluating the gripping capacity and pressure applied to different target fruits in order to explore the versatility of the proposed solution. The results demonstrated that the prototype achieves repeatable and safe handling, with high effectiveness at moderate speeds, without causing visible damage to the fruit surface. Successful integration with the robotic arm confirms the system’s potential for application in automated handling and packaging processes in the food industry.
Resumen : El presente trabajo de titulación tiene como objetivo principal el desarrollo de un soft gripper adaptativo de accionamiento neumático, basado en robótica suave, para la manipulación adecuada de manzanas Granny Smith de la especie Malus domestica. Este tipo de actuadores surge como alternativa a los grippers rígidos convencionales, permitiendo una manipulación más segura de frutas y objetos de geometría irregular gracias a su flexibilidad y capacidad de adaptación. La metodología empleada incluyó la selección de materiales elásticos adecuados para robótica suave, el diseño de los componentes estructurales mediante software CAD y simulaciones en SolidWorks, así como la fabricación de moldes en caucho Vytaflex y la construcción de prototipos en resina fotopolimérica y siliconas flexibles. Posteriormente, el gripper fue integrado a un brazo robótico KUKA KR 4 R600 y a un sistema neumático de accionamiento. Finalmente, se realizaron pruebas experimentales con manzanas, mandarinas y naranjas, evaluando la capacidad de agarre y la presión aplicada sobre distintas frutas a las planteadas como objetivos, con el fin de explorar la versatilidad de la solución propuesta. Los resultados demostraron que el prototipo logra manipulaciones repetibles y seguras, con una alta efectividad a velocidades moderadas, sin causar daños visibles en la superficie de las frutas. La integración exitosa con el brazo robótico confirma el potencial del sistema para su aplicación en procesos automatizados de manipulación y empaquetado en la industria alimentaria.
Palabras clave : ROBÓTICA BLANDA
GRIPPER BLANDO
CILINDRO NEUMÁTICO
SILICONA
MANIPULACIÓN DE FRUTAS
KUKA KR 4 R600
Fecha de publicación : 2025
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30971
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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