Fundamentos de Robótica

Contenido General

1. Introducción a la robótica

2. Morfología del robot

3. Diseño y prototipo de un robot

4. Sensores

5. Mecánica del robot

6. Motores

7. Poder

8. Programando el robot

Morfología del Robot

Móvil vs. Estacionario

Estacionario: no poseen sistemas de locomoción.

Móvil: diseñados para moverse de un sitio a otro.

Morfología del Robot

Formas de Robots móviles

Robots tipo vehículos. (vehículos inteligentes)Robots humaniformes. Robots que imitan animales.

Morfología del Robot

Atados vs. Auto-Contenidos

Un robot auto-contenido tiene su propio sistema de poder, cerebro, locomoción, y dispositivos de manipulación. NO depende de algún otro mecanismo o sistema para ejecutar sus tareas.

Un robot es atado cuando el mecanismo que hace la tarea es el robot en sí mismo, el soporte electrónico o componentes pueden estar separados y el enlace entre el robot y sus componentes de control pueden ser un cable, una onda de luz infrarroja o una señal de radio.

Morfología del Robot

Autónomo vs. Teleoperado

Teleoperado es comandado por un humano y operado a control remoto.Autónomo funciona independiente de un operador humano.

Morfología del Robot

El cuerpo del robot: Estructuras esqueléticas

Endoesqueleto. La estructura esquelética está adentro; los órganos, músculos, tejidos y piel están fuera de los “huesos”.

Exoesqueleto. La estructura esquelética del exoesqueleto tiene los “huesos” afuera de los órganos y músculos.

Morfología del Robot

El cuerpo del robot: Construcción del marco

El marco es la estructura principal donde se conectan los motores, baterías, tarjetas de circuito, y cualquier otro componente.Materiales: Madera, plástico, metal, cartón, tarjetas de espuma, etc.

Morfología del RobotEl cuerpo del robot: Categorías

Turtle (tortuga): Simples y compactos.Vehicle (vehículo): Autómatas con ruedas. Rover Sojourner de la NASA.Rover: R2-D2. Son típicamente construidos con alguna capacidad humana, como bombero o detección de intrusos. Algunos se asemejan de cerca de un recolector de basura.

Morfología del RobotEl cuerpo del robot: Categorías

Walker: Para moverse usan patas. La mayoría tiene 6 patas, como un insecto, porque estas proveen un excelente soporte y balance.Appendage (accesorio): Diseños usados específicamente con brazos robóticos, donde el brazo está unido a un robot o es un mecanismo independiente.Androide: Comportamiento humano. Humanoide: Apariencia humana

Morfología del Robot

Partes de un Robot

Sistema de Energía

Proporciona la energía para la operación de las diferentes partes: electrónica, actuadores, sensores, etc.

Baterías: •Baterías no recargables: zinc, alcalinas, litio y mercurio.•Baterías recargables: Ni-Cd, NiMH, Li-Ion, celdas de ácido selladas.

Sistemas de Presión:•Hidráulica: Usa la presión de fluidos para mover acoplamientos.•Neumática: Usa la presión del aire para mover acoplamientos.

Morfología del Robot

Actuadores

Dispositivos que permiten al robot modificar el medio ambiente

- Locomoción: cambiar la posición del robot respecto al medio ambiente

- Manipulación: mover otros objetos en el medio ambiente

Morfología del Robot

Locomoción

Ruedas: Simples, eficientes y fáciles de controlar. Son limitadas a terrenos planos, usualmente se usan dos llantas y una o varias ruedas falsas.

Morfología del Robot

Locomoción

Orugas: El diseño de los robots manejado por orugas es muy simple. Dos orugas, una en cada lado del robot, actúan como llantas gigantes. Excelente tracción.

Morfología del Robot

Locomoción

Morfología del Robot

Patas: Complejas, inestables y difíciles de controlar. Flexibles frente a distintos terrenos.

Manipulación

Construidos en base a una serie de segmentos con articulaciones entre ellos. Mayor número de articulaciones dan mayor flexibilidad (grados de libertad), pero hacen más complejo el control.

- Independientes (stand-alone): robots utilizados en la manufactura de carros, tiene una buena velocidad y una excelente precisión.- En-construcción (built-on): aquellos que forman parte de un robot.

Agarradores (grippers)Las manos de un robot son comúnmente referidos como agarradores.

Morfología del Robot

Sensores

Dispositivos que permiten al robot percibir el medio ambiente y su estado interno

•Audición •Visión•Tacto

Morfología del Robot

Dispositivos de Salida

Proporcionan información del robot hacia el exterior.

Una pantalla de videoLeds.Pantalla de 7 segmentos.Sonido

Morfología del Robot

Inteligencia

Programas que permiten que el robot realice sus tareas. Dependiendo del tipo de robot y de la complejidad y variedad de las tareas a realizar se tienen diferentes tipos de programas.

Morfología del Robot

•Buscar un robot móvil comercial. Identificar las tareas que realiza.

•Identificar las partes que los componen.(energía, sensores, actuadores, inteligencia)

•Analizar como cada componente le permite realizar su tarea objetivo.

•Realizar diapositivas de lo investigado.

•Exponer

Trabajo en Clase