Morfología

 

1. CONSULTE CUALES SON LOS SISTEMAS DE UN ROBOT SEGÚN EL SIGUIENTE VÍDEO

Sistemas de un robot

2.EXPLIQUE CUALES SON LOS PROCEDIMIENTOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN ROBOT

ALIMENTACIÓN: Fuente de energía Sin energía, el robot no hará gran cosa. Para suministrar energía al robot lo más sencillo y barato son las baterías o pilas. Puedes construir un micro-robot que funcione con una pila de tipo botón, pero para comenzar lo más fácil y asequible para tu bolsillo serán las pilas de 1,5  y 9 voltios. Juntando varias pilas de 1,5 V en serie (el polo negativo de una se conecta con el polo positivo de la siguiente o viceversa), puedes conseguir el voltaje que necesites. Pero también hay que tener en cuenta la cantidad de corriente que necesite tu robot. No puedes pretender alimentar tu flamante robot de 4 motores, 2 servos, 5 sensores y la unidad de control con 4 pilas de tamaño AAA, y encima pretender que funcione 2 horas seguidas. En general, para pilas o combinaciones de un mismo voltaje, mayor tamaño significa mayor tiempo de funcionamiento. Calcular la alimentación necesaria para un robot se sale de las pretensiones de este artículo. Un detalle que a veces puede volver loco al principiante, es que los motores pueden introducir «ruido eléctrico» en un circuito. Y no me refiero al sonido de los motores. Hablo de ondas electromagnéticas que pueden afectar a otros componentes del circuito. Esto se nota en comportamientos extraños o caóticos del robot. Si al poner en marcha tu robot ves que «hace lo que le da la gana», quizás deberías poner dos fuentes de energía separadas: una para motores y otra para los sensores y la unidad de control. PLANIFICACIÓN: Unidad de control La unidad de control, realiza principalmente 2 acciones: ·       está «pendiente» de las señales se reciben a través de los sensores del robot (luz, corriente eléctrica, calor, etc.). ·       «ordena» a los actuadores del robot (motores, luces, etc.) que realicen acciones. De forma muy resumida y general, un robot funciona así: 1.     Cuando pones en marcha el robot, se empiezan a realizar las instrucciones que están almacenadas en la memoria de la unidad de control. 2.     Si el robot dispone de algún tipo de sensor, la unidad de control comprueba qué datos llegan. 3.     Teniendo en cuenta los datos recibidos y las instrucciones del programa, la unidad de control ejecuta, o no, alguna acción determinada. Este ciclo se repetirá mientras el robot esté en funcionamiento. Puede ser un ciclo corto, por ejemplo, comprobar una vez por segundo la temperatura de un motor para saber cuándo aumenta peligrosamente y pararlo; o puede ser un ciclo muy largo realizando muchas acciones complejas. La unidad de control siempre ejecuta el ciclo que tiene programado en su memoria. Debes tener en cuenta que una acción no tiene por qué repetirse. Puedes programar un robot para que ejecute una acción una sola vez. ¿Qué unidad de control puedo usar? No voy a reinventar la rueda y animarte a construir tu propia unidad de control, aunque puedes hacerlo si quieres y en Internet encontrarás mucha información al respecto. Lo más fácil para empezar es usar placas electrónicas ya montadas. La más usada, sin duda es Arduino/Genuino. Aunque existen muchas versiones y tamaños, la reina indiscutible es Arduino UNO. Unidad de control. Placa Arduino UNO Se programa de forma relativamente sencilla, tiene bastantes puntos de conexión para sensores y actuadores y es compacta y manejable. COMUNICACIÓN: Motores Motores de corriente continua Motor CC o DC Motor CC o DC También se conocen como motores CC o DC. Son los motores más sencillos de conectar y usar para robots de iniciación. El voltaje para aplicaciones de pequeños robots suele estar entre 3 y 12 voltios, aunque hay motores que trabajan con otros valores. Precisamente variando el voltaje que se les aplica se puede controlar la velocidad a la que giran estos motores . Nunca debes usar más voltaje del que admite el motor, ya que se quemará. Solamente necesitamos 2 cables para conectar un motor CC. Uno es el polo positivo, marcado con el símbolo «+» y normalmente es de color rojo; y el otro es el polo negativo (también llamado tierra), marcado con «-» y habitualmente de color negro. Si intercambias la conexión de los cables, el motor girará en sentido contrario. Al ser motores relativamente pequeños, no generan demasiada fuerza (lo que se llama par motor). Para conseguir más fuerza con el mismo motor, algunos de ellos vienen con una reductora incorporada. Esta reductora no son más que una serie de engranajes. A cambio de conseguir mayor par, la velocidad final siempre será menor que la velocidad inicial a la que gira el motor. Normalmente esto no es un problema ya que la velocidad de giro de estos pequeños motores es tan alta que no tiene demasiados usos prácticos, excepto para hélices y poco más. Motor paso a paso Aunque el principio eléctrico de funcionamiento de los motores paso a paso es el mismo que el de los motores de corriente continua, existe una gran diferencia en el uso y conexiones de ambos. Con estos motores es posible controlar con exactitud el ángulo que queremos girar. Esto permite conseguir pequeños movimientos muy precisos. Sin embargo, a cambio de mayor control y precisión, el uso se complica debido a que no basta con aplicar corriente para que funcionen. Es necesario usar más cables para enviar una serie de pulsos (señales eléctricas) que van activando en orden las bobinas que el motor lleva dentro. En la hoja de datos técnicos del motor, el fabricante nos indicará en cuantas partes (pasos) se divide cada vuelta del motor o cuántos grados abarca cada paso. Es decir, si nos indica que un paso son 2º, en una vuelta completa habrá 180 pasos (360º/2º). Utilidad de los motores paso a paso Como ya dije antes, las grandes ventajas de estos motores son su precisión y el poder controlar el ángulo que gira en cada momento. Como ventaja añadida, la fuerza que desarrollan es mayor que un motor de corriente continua de similar tamaño. Algunos ejemplos de uso: ·       Pinzas para coger objetos. Es posible controlar la fuerza ejercida. ·       Brazos articulados. Para girar de forma muy precisa. ·       Bases móviles de impresoras 3D. Se necesita bastante exactitud para mover la base durante la impresión. Existen pequeños motores paso a paso que puedes comprar con una pequeña placa preparada para que la conexión y control sea fácil. Seguro que después de probarlos quieres usarlos en todos tus proyectos. PERCEPCIÓN: SENSORES Si piensas que los sensores de un robot son similares a los sentidos humanos, no vas desencaminado. Existen gran cantidad de sensores, pero todos tienen una finalidad: percibir «algo». Ese «algo» puede ser muy variado: un contacto, una fuente de luz o gas, campos magnéticos, un movimiento, etc. Afortunadamente para los que se inician en el mundo de la robótica, la primera toma de contacto con los sensores no es difícil. Eso sí, mi consejo es que vayas probando los sensores uno por uno, antes de conectar el resto de componentes a la unidad de control.  Así, como no habrá otros elementos que compliquen las conexiones, podrás entender el funcionamiento de cada tipo de sensor. Funcionamiento básico En general, un sensor funciona reaccionando de alguna forma a un estímulo externo. La reacción que tienen muchos sensores es cambiar su resistencia al paso de corriente, aunque hay otras formas de funcionamiento. De esta forma, si conectas el sensor a la unidad de control y la programas, por ejemplo, para que compruebe el valor de la resistencia del sensor cada cierto tiempo, puedes ejecutar una acción determinada dependiendo de los valores que detecta la unidad de control. Los datos de funcionamiento de cada sensor hay que consultarlo en su hoja de características (datasheet) o en la página web de los fabricantes. Los sensores más fáciles de usar, pero que permiten una gran interacción del robot con todo lo que le rodea son: ·       Presión o de contacto. ·       Distanciómetros, para medir distancias. ·       Sensores de luz. ·       Presencia o movimiento. ·       Inclinación. ·       Temperatura Entre otros muchos más. ·         MANIPULACIÓN Y LOCOMOCIÓN 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. La locomoción proviene del fenómeno físico conocido como movimiento Así, el movimiento siempre significa un cambio de posición en el espacio. La locomoción es el movimiento que permite que el sujeto (ya sea una persona o una máquina) se desplace y, además de adquirir otra posición, cambie de lugar. La locomoción es una posibilidad que sólo tienen los seres vivos y algunas máquinas o aparatos creados por el ser humano que, de todas maneras, deben contar con algún método de propulsión como motores o energía. 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. - 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. LOCOMOCIÓN MEDIANTE RUEDAS Motrices o De Tracción Se componen de 2 ruedas en un eje común, cada r ueda 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 extensión 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 SISTEMA MOTRIZ DIFERENCIAL La que proporciona fuerza de tracción al robot, No hay ruedas directrices. El cambio de dirección se realiza modificando la velocidad relativa de las ruedas a Izquierda y Derecha SISTEMA MOTRIZ ACKERMAN Es el utilizado en vehículos de cuatro ruedas convencionales. De hecho, los vehículos robóticos para exteriores resultan normalmente de la modificación de vehículos convencionales tales como automóviles o incluso vehículos más pesados.

El sistema se basa en dos ruedas traseras tractoras que se montan de forma paralela en el chasis principal del vehículo, mientras que las ruedas delanteras son del tipo direccionamiento, y se utilizan para seguir la trayectoria del robot

Añadir título