ROBOTICA: DESPLAZAMIENTO Y MOVIMIENTO DE UN ROBOT

DESPLAZAMIENTO Y MOVIMIENTO

1ª Generación. Play-Back: Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable. • 2ª Generación. Robots con control sensorizado: Estos tienen un control en lazo cerrado de movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por sensores. • 3ª Generación. Robots con control por visión: El controlador es una computadora que obtiene información a través de un sistema de visión y envía las órdenes al manipulador para que realice los movimientos necesarios. • 4ª Generación. Robots inteligentes: Son similares a los anteriores, pero además pueden automáticamente reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores. • 5ª Generación. Inteligencia artificial: Actualmente en desarrollo, la IA permitiría a los robots acercarse un paso más a la conducta humana proporcionándoles más auto gobernación así como sensaciones que actualmente solo puede percibir una persona.

Locomoción hace referencia al movimiento que realiza un animal, un microorganismo, un aparato o máquina para moverse de un lugar a otro, para trasladarse en el espacio. La locomoción varía en términos de forma, estructura, velocidad y otros elementos de acuerdo al tipo de sujeto al que hagamos referencia.

LOCOMOCIÓN MEDIANTE PATAS

Cuando la tarea a la que se destina el robots requiere de movilidad, los creadores de éstos han intentado imitar las distintas formas de desplazamiento de la que la naturaleza ha dotado a los animales, incluidos los humanos. Al dotar de movimiento con patas a un robot, debemos tener en cuenta su posición y velocidad, pero también debemos asegurar que el robot permanezca en equilibrio y no se caiga, usando solamente el movimiento en las articulaciones mediante motores. En robots bípedos, el desplazamiento requiere necesariamente mantener el equilibro en una de las patas mientras la otra se mueve, lo que conlleva una inestabilidad en cada paso.

EJEMPLO: ROBOTS BIPEDOS:

Un robot bípedo es un robot que tiene 2 patas y su mecanismo se basa en una serie combinada de servomotores, que permiten que caminen.

ROBOTS CUADRUPEDOS:

Robots cuadrúpedos se refiere a robots de 4 patas, Una posible solución para asegurar la estabilidad al desplazarse ha sido aumentar el numero de patas. De esta forma, un robot de 6 patas puede sostenerse con gran estabilidad sobre 3 de sus patas mientras mueve las otras 3. Para el caso de 4 patas, el movimiento es más lento ya que debe sostenerse sobre 3 y mover 1 en cada paso.

ROBOTS HEXÁPODOS:

Un hexápodo es un robot móvil con 6 patas y dependiendo de la configuración que este tenga dependerá la forma en que el robot se moverá. Por ejemplo, los robots hexápodos pueden tener 12 motores dos para cada una de las patas, con lo que el algoritmo para desplazarse dependerá de esta configuración, en la siguiente imagen se muestra un robot hexápodo con 12 grados de libertad.

DESPLAZAMIENTO MEDIANTE RUEDAS:

Ruedas:

Las ruedas son unos de los componentes mas importantes de los robots, ya que son las que proporcionan la tracción necesaria al robot. Las orugas son una alternativa que permite construir robots todo terreno con capaces de moverse por donde las ruedas no pueden.

EJEMPLO:

Motrices o de atracción:

Se componen de 2 ruedas en un eje común, cada rueda se controla independientemente, puede realizar movimientos en línea recta, en arco y sobre su propio eje de contacto de rodamiento, requiere de una o dos ruedas adicionales para balance o estabilidad. Sencillo mecánicamente, puede presentar problemas de estabilidad y su cinemática es sencilla (La cinemática de un robot se refiere a la manera en que se mueve), para lograr el movimiento en línea recta requiere que las dos ruedas de tracción giren a la misma velocidad.

RUEDAS OMNIDIRECCIONALES:

Es una extinción del caso de dirección diferencial.

Se tienen varias ruedas, normalmente paralelas, estos se configuran coordinadamente de tal forma que se muevan en la dirección que uno desee.

HELICES:

La hélice es el mecanismo más común de propulsión marina. El movimiento de la hélice es una combinación de una rotación con una traslación a lo largo del eje de rotación. Consiste de un numero de aspas torcidas idénticamente (usualmente 3, 4 o 5) igualmente espaciadas alrededor de un núcleo montado en un eje de empuje.

Conjunto de aletas que giran alrededor de un eje y empujan el fluido ambiente produciendo en él una fuerza de reacción que se utiliza principalmente para la propulsión de barcos y aeronaves.

EJEMPLO:

Bajo y el agua y especialmente cuando estamos hablando de fondos marinos, las hélices de los barcos no son precisamente una buena idea para respetar el ecosistema marino. La solución la vuelve a dar la propia naturaleza.

Sepios es un robot que ha demostrado ser capaz de imitar la forma de desplazarse por el mar de los calamares. Su responsable se llama Pascal Buholzer y junto con estudiantes del Instituto de Tecnología de Zurich en Suiza, han creado este robot nadador con aletas que le permiten desplazarse sin afectar a la vegetación de alrededor.

También resulta una ventaja para futuros diseños de hélices el hecho de que su funcionamiento es prácticamente silencioso y además simétrico, lo que le da un margen de maniobra y precisión de movimientos más que interesante.

ORUGAS:

Las orugas generan una baja presión en el suelo, incluso ´ ante una elevada carga, lo que lleva a conservar mejor el terreno y el entorno en el que opera el vehículo. Esto motiva la elevada aplicación en agricultura y en actividades mineras.

Es cierto que las orugas tienen algunos puntos críticos que conviene tener en cuenta. Uno de los mas destacables es que el ´ sistema consume mucha potencia de rodadura por rozamiento durante los giros, esto es, el suelo tiende a fracturarse durante los giros excesivamente cerrados o con radio de giro cero. También es importante remarcar la elevada vibración de la plataforma cuando el terreno no es liso. Como se ha comentado anteriormente se debe analizar bien el tipo de aplicación y a partir de ahí seleccionar el sistema de locomoción mas adecuado.

Como se ha comentado hasta ahora, el sistema de locomoción mediante orugas constituye una alternativa muy razonable ´ a la hora de diseñar robots móviles para operaciones ´ en exteriores y superficies no pavimentadas. En este apartado se presentan algunos ejemplos de robots móviles ´ con orugas publicados recientemente. En concreto al robot Fito-robot desarrollado para trabajar en el interior de invernaderos para aplicaciones de pulverización (Sánchez-Hermosilla ´ et al., 2010). En este caso, se opto por una orugas de goma a fin de dañar lo menos posible el suelo del invernadero en los giros.

VIDEOS FORMAS DE DESPLAZAMIENTO DE UN ROBOT

LOCOMOCION MEDIANTE PATAS

MEDIANTE RUEDAS:

MEDIANTE HELICES:

MEDIANTE ORUGAS:

MOVIMIENTO

ROTULAS:

Una rótula esférica o articulación a rótula es un tipo de par cinemático que permite un relativo movimiento dentro de cierto ángulo en todos los planos que pasan por una línea. Una rótula tiene tres grados de libertad, aunque la amplitud del movimiento en dos de ellos esté limitada.

Entre sus principales funciones están: Actúa como punto de apoyo aumentando el brazo de palanca del cuádriceps. Guía las fuerzas entre el componente femoral del cuádriceps y el tendón rotuliano. Protege a la anatomía profunda de la rodilla y al tendón del cuádriceps de las fuerzas de fricción.

POLEAS:

Una polea es una rueda que tiene un ranura o acanaladura en su periferia, que gira alrededor de un eje que pasa por su centro. Esta ranura sirve para que, a través de ella, pase una cuerda que permite vencer una carga o resistencia R, atada a uno de sus extremos, ejerciendo una potencia o fuerza F, en el otro extremo.

El término polea designa a una máquina utilizada para la transmisión de fuerza. Consiste en una rueda surcada en el borde, donde se coloca una soga, y se emplea con el objetivo de cambiar el sentido de la fuerza o disminuirla considerablemente. Y la distancia a la que se debe tirar de la cuerda es del doble.

ENGRANAJES:

Un engrane es prácticamente una rueda dentada que se utiliza para la transmisión de movimientos mecánicos, por lo regular se utilizan para transmitir el movimiento circular de un eje hacia otro, ya sea que se encuentren en diferente lugar o posición. Debemos de tener en cuenta que un engrane transmite el movimiento en sentido opuesto.

Corona, cubo, Cilíndricos rectos, Cilíndricos Helicoidales ,Cónicos rectos y cremallera son algunos tipos de engranajes.