Componentes de un Robot
Componentes de un RobotHctor Rahampery Hernndez Contreras
11300471Daniel Alberto Castaeda Meja 11300172Aurora Arce Dueas
11300051
Primero una breve introduccinLaestructurade un robot es el
conjunto de elementos mecnicos que le dan forma y soportan
losdemselementos que locomponen.
Los robots pueden mostrar muchos tipos estructuras dependiendo
del fin para el que estn diseados: brazo robtico articulado,
vehculo para desplazamiento de cargas, paneles solares que siguen
automticamente al Sol, etc...Pero todos ellos estn formados
fundamentalmente por los siguientescomponentes: sensores, sistemas
de control, actuadores, herramientas y elementos que suministran
energaLos sensores nos permiten que el resto de los componentes
haga su trabajo.
3.1 SensoresLos sensores son los encargados derecoger la
informacin del entornoy enviarla al sistema de control para su
procesamiento.Los sensores se pueden clasificar en dos tipos
dependiendo de la funcin que realicen.
Definicin: un sensor es un dispositivo elctrico y/o mecnico que
convierte magnitudes fsicas (luz, magnetismo, presin, etc.) en
valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:
- Un fenmeno fsico a ser medido es captado por un sensor, y muestra
en su salida una seal elctrica dependiente del valor de la variable
fsica. - La seal elctrica es modificada por un sistema de
acondicionamiento de seal, cuya salida es un voltaje. - El sensor
dispone de una circuitera que transforma y/o amplifica la tensin de
salida, la cul pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El
convertidor A/D transforma la seal de tensin continua en una seal
discreta.
Un robot que puede ver y sentir es mas fcil de entrenar en la
ejecucin de las tareas complejas mientras que, al mismo tiempo,
exige mecanismos de control menos estrictos que las maquinas
preprogramadas. Un sistema sensible y susceptible de entrenamiento
es tambin adaptable a una gama mucho mas amplia de tareas, con lo
que se consigue un grado de universalidad que se traduce, a la
larga, en ms bajos costes de produccin y mantenimiento. La funcin
de los sensores del robot puede dividirse en dos categoras
principales: estado interno y estado externo.
3.1.1 InternosSon los sensores integrados en la propia
estructura mecnica del robot, que dan informacin del estado del
robot: fundamentalmente de la posicin, velocidad y aceleracin de
las articulaciones.
La informacin que la unidad de control del robot puede obtener
sobre el estado de su estructura mecnica es la relativa a su: -
Posicin. -Velocidad. - Aceleracin
SENSORES DE POSICIN:- Anlogicos: potencimetros, resolver,
sincro, LVDT, Inductosyn. - Digitales: encoders (absolutos e
incrementales).
POTENCIMETROS:Se usan para la determinacin de desplazamiento
lineales o angulares. Elctricamente se cumple la relacin:
Este potencial puede medirse y disponer de un sistema de
calibrado de manera que por cada potencial se obtenga
proporcionalmente una distancia de desplazamiento. Ventajas:
facilidad de uso y bajo precio. Desventajas: deben estar fijados al
dispositivo cuyo desplazamiento se quiere medir, precisin
limitada.
ENCODERS (codificadores angulares de posicin) Constan de un
disco transparente con una serie de marcas opacas colocadas
radialmente y equidistantes entre s, de un sistema de iluminacin y
de un elemento fotorreceptor. El eje cuya posicin se quiere medir
va acoplado al disco, a medida que el eje gira se van generando
pulsos en el receptor cada vez que la luz atraviese las marcas,
llevando una cuenta de estos pulsos es posible conocer la posicin
del ejeLa resolucin depende del nmero de marcas que se pueden poner
fsicamente en el disco.
RESOLVERS:(captadores angulares de posicin) Constan de una
bobina solidaria al eje excitada por una portadora, y dos bobinas
fijas situadas a su alrededor. La bobina mvil excitada con tensin
Vsen(t) y girada un ngulo induce en las bobinas fijas las
tensiones:
SINCROSLa bobina que hace funcin de primario o rotor se
encuentra solidaria al eje de giro. El secundario est formado por
tres bobinas fijas colocadas alrededor del primario en forma de
estrella y desfasadas entre si 120 (estator). Al rotor se le aplica
una seal senoidal y se genera en cada una de las bobinas fijas un
voltaje inducido con un desfase entre ellos de 120
Otros sensores internos son:SENSORES DE VELOCIDAD.SENSORES
LINEALES DE POSICIN (LVDT).SENSORES DE ACELERACIN.
3.1.2 ExternosEl empleo de mecanismos de deteccin exteriores
permite a un robot interactuar con su ambiente de una manera
flexible. Esto contrasta con el funcionamiento pre-programado en el
que a un robot se le ensea a realizar tareas repetitivas mediante
una serie de funciones pre-programadas.
Los sensores de estado interno operan con la deteccin de
variables, tales como la posicin de la articulacin del brazo, que
se utilizan para el control del robot. Por el contrario, los
sensores de estado externo operan con la deteccin de variables
tales como el alcance, la proximidad y el contacto. La deteccin
externa, se utiliza para el guiado del robot, as comopara la
manipulacin e identificacin de objetos.
Sensores de proximidad Deteccin de objetos prximos, antes del
contacto para agarrar o evitar un objeto: - Sensores inductivos -
Sensores de efecto Hall. - Sensores capacitativos - Sensores
ultrasnicos - Sensores pticos.
Los sensores de estado externo pueden clasificarse tambin como
sensores de contacto o no contacto. Como su nombre lo indica, la
primera clase de sensores responde al contacto fsico, tal como el
tacto, deslizamiento y torsin. Los sensores de no contacto se basan
en la respuesta de un detector a las variaciones en la radiacin
electromagntica o acstica.Los ejemplos mas destacados de los
sensores de no contacto miden el alcance, la proximidad y las
propiedades visuales de un objeto.
Es de inters destacar que la deteccin de alcance y visin suelen
proporcionar una informacin de guiado aproximado para un
manipulador, mientras que la proximidad y el tacto estn asociados
con fases terminales de agarre del objeto.
AdemsLos sensores de fuerza y torsin se utilizan como
dispositivos de retroalimentacin para controlar la manipulacin de
un objeto una vez que haya agarrado.
DESCRIPTORES ESTTICOS DE UN SENSORLos descriptores estticos
definen el comportamiento en rgimen permanente del sensor: Rango:
valores mximos y mnimos para las variables de entrada y salida de
un sensor. - Exactitud: la desviacin de la lectura de un sistema de
medida respecto a una entrada conocida. El mayor error esperado
entre las seales medida e ideal. - Repetitividad: la capacidad de
reproducir una lectura con una precisin dada.
Reproducibilidad: tiene el mismo sentido que la repetitividad
excepto que se utiliza cuando se toman medidas distintas bajo
condiciones diferentes.Resolucin: la cantidad de medida ms pequea
que se pueda detectar.Error: es la diferencia entre el valor medido
y el valor real. No linealidades: la desviacin de la medida de su
valor real, supuesto que la respuesta del sensor es lineal.
No-linealidades tpicas: saturacin, zona muerta e histresis.
Sensibilidad: es la razn de cambio de la salida frente a cambios
en la entrada: s = V /xExcitacin: es la cantidad de corriente o
voltaje requerida para el funcionamiento del sensor. Estabilidad:
es una medida de la posibilidad de un sensor de mostrar la misma
salida en un rango en que la entrada permanece constante.
DESCRIPTORES DINMICOS DE UN SENSOR Tiempo de retardo: td, es el
tiempo que tarda la salida del sensor en alcanzar el 50% de su
valor final. Tiempo de subida: tr, es el tiempo que tarda la salida
del sensor hasta alcanzar su valor final. => velocidad del
sensor, es decir, lo rpido que responde ante una entrada. Tiempo de
pico: tp, es el tiempo que tarda la salida del sensor en alcanzar
el pico mximo de su sobreoscilacin Pico de sobreoscilacin: Mp,
expresa cuanto se eleva la evolucin temporal de la salida del
sensor respecto de su valor final.
Tiempo de establecimiento: ts, el tiempo que tarda la salida del
sensor en entrar en la banda del 5% alrededor del valor final y ya
no vuelve a salir de ella. Proceso de calibracin: consiste en
realizar la comparacin de la respuesta del sensor con otros que
tienen una respuesta estndar conocida; de esta manera se establece
la relacin entre la variable medida por el sensor y su seal de
salida.
Proceso de calibracin: consiste en realizar la comparacin de la
respuesta del sensor con otros que tienen una respuesta estndar
conocida; de esta manera se establece la relacin entre la variable
medida por el sensor y su seal de salida.
Video
ActividadCompleta las frases:Laestructurade un robot es el
_______________________________que le dan forma y soportan
losdemselementos que locomponen.
conjunto de elementos mecnicosLos sensores nos permiten que
______________________________________.
el resto de los componentes haga su trabajoUn robot que puede
____________________ es mas fcil de entrenar en la ejecucin de las
tareas complejas mientras que, al mismo tiempo, exige mecanismos de
control menos estrictos que las maquinas pre programadas.ver y
sentirTiempo de retardo: td, es el tiempo que
_________________________ en alcanzar el 50% de su valor
final.tarda la salida del sensorLos descriptores estticos definen
________________ en rgimen permanente del sensorel
comportamiento
Conjunto de elementos mecnicosEl resto de los componentes haga
su trabajoVer y sentirTarda la salida del sensorEl
comportamiento32
Aurora Arce (AA) - 1.Conjunto de elementos mecnicos2.El resto de
los componentes haga su trabajo3.Ver y sentir4.Tarda la salida del
sensor5.El comportamiento
