1 Actuadores y Sensores

2 Pinzas y Manos Humanas Primer gripper: garfioIndustria Nuclear impulsa las pinzas en los teleoperadores La herramienta del final del brazo se conoce como: Gripper o Pinza Mano Actuador final Mano Humana: 27 huesos, 21 grados de libertad

3 Pinzas y Manos Humanas Un actuador replicado de la mano humana no es el mejor gripper. Además de los grados de libertad cuenta con: Retroalimentación de posición Sensores de temperatura y presión Los grippers para robots se pueden dividir en dos: Grippers para partes y materiales Herramientas para trabajar en partes y materiales Si se intercambian los grippers debe de contar con un dispositivo de rápida desconexión

4 Carateristicas de la Herramienta Final del BrazoInvestigación en manos roboticas similares a las humanas. La mano de un robot es diseñada para realizar mejor la tarea que la de un humano. Puede tener sensores. Proximidad, magnéticos, etc. La muñeca puede tener agregados cámaras o micrófonos para vista y oído artificial. O piel para sentido de tacto y presión.

5 Utilidad Especializada para un TrabajoLa mano debe de ser diseñada para un trabajo específico Casi cualquier cambio (tamaño, tarea, etc.) requerirá de un nuevo gripper. Similar a cuando un humano escoge una nueva herramienta

6 Utilidad Especializada para un TrabajoEl diseño de un gripper requiere tomar en cuenta: Tamaño y forma del objeto Peso, dureza y superficie del material Velocidad del movimiento de la pieza Compliance surface: ajuste mínimo de posicionamiento Manejo de materiales muy calientes o fríos

7 Utilidad Especializada para un TrabajoMandíbulas rectas o curvas Apertura paralela o de ángulo variado Potencia de trabajo del gripper Modo de Activación Sensor, programado Grado de Exactitud Cambio rápido de gripper

8 Remote Center Compliance (RCC)Taladrar, o ensamblar partes muy precisas, requiere tolerancias muy justas. Humano usa coordinación ojo-mano Robots usan grippers con una RCC Pueden ser pasivas o activas

9 Como trabajan los grippersAgarre Aplicar fuerza mecánica a al menos dos puntos Enganche Usar un gancho para pasar a través de un hoyo Cuchara Usar una cuchara para tomar material sin forma Inflar alrededor Inflar un globo o vejiga alrededor o dentro de una pieza

10 Como trabajan los grippersAtracción magnética Atraer usando la fuerza magnética. Piezas solo de hierro Atracción por vacío Superficies lisas. Puede manejar piezas difíciles como cristales de carros Pegar Usar una supericies pegagosa. Requiere un dispositivo mecánico para separarlo.

11 Como trabajan los grippersCosas a considerar en la elección del gripper: Peso de la parte La distancia de sujeción desde el CG de la parte Coeficiente de friccion entre las partes Las fuerzas G al moverse Angulo de los dedos del gripper Factores de Seguridad Características de la parte: Composición Fragilidad Rigidez

12 Calculando la carga útil del gripper y la fuerza de sujeciónEspecificación del manipulador o del griper? La mas baja Calcular la fuerza que se aplicara por un gripper requiere considerar: Angulo de partida y final Ancho de los sujetadores del gripper Distancia al CG de la pieza Coeficiente de fricción entre la pieza y el sujetador del gripper (CF) Aceleración de la pieza al ser movida Factor de Seguridad

13 Calculando la carga útil del gripper y la fuerza de sujeciónEl ángulo varia según el plano de movimiento 0 grados plano vertical 90 grados plano horizontal El grosor de la parte, el ancho del gripper y la distancia al centro de gravedad sirven para calcular el torque. El coeficiente de fricción dice que tan eficiente se sujetara la parte La aceleración o desaceleración se suma con la gravitacional y se multiplica por el peso para sacar la fuerza de oposición al movimiento. El factor de seguridad es un multiplicador para contrarrestar errores que no se hallan contemplado.

14 SENSORES Los seres vivos se adaptan al medio gracias al uso de sensores Añadir sensores a los robots le permiten agregarle versatilidad Con sensores el robot se retroalimenta Sin sensores el robot ocupa un mundo perfecto

15 Clases de Sensores Sensores Internos Sensores Externos SensoresTransductores. Mayoría de Sensores

16 Clases de Sensores Sensores InternosPrimeros robots. Usaban topes mecánicos, y eran de lazo abierto Motores de pasos. Conteo de pulsos para obtener el posicionamiento Switches limitadores. Requerían una instalación mecánica Percepción Háptica. Primeros sensores complejos. Similar al sentido humano de la kinestesia.

17 Clases de Sensores Sensores internos …Los sensores internos usan dispositivos mecánicos, electricos, electrónicos e hidraulicos para obtener feedback de diversos dispositivos movibles. Señal de error. A mayor error mayor la señal. Gobernador. Control de velocidad rotacional Tornillo líder solidario. Control de un cilindro retráctil

18 Clases de Sensores Sensores InternosShaft Enconder o Codificador de eje. Movimientos rotacionales finos. Caro. Codigo Gris Codificador Incremental. Barato. Determina el sentido del giro. Varias opciones de forma de trabajo Doble anillo Desfase a 90°

19 Clases de Sensores Sensores InternosMedidor de Esfuerzo (Strain Gauge) Uso de piezoelectricos Cuarzo Cerámica Sensores de Efecto Hall Corriente eléctrica formada por un campo magnético Bobina Rígida Plana Responde a la distorsión creada por la presión sobre ella

20 Clases de Sensores Sensores Internos Potenciómetro Sincro BaratoInexacto Conexión: Directa para movimiento angular A través de banda, para movimiento lineal Sincro Tipo motor, con stator multidevanado. Movimiento angular en electricidad o viceversa

21 Sensores Externos Movimientos sin sensado Peligrosos a humanosMicroswitch. Primer dispositivo Optointerruptor Ultrasonido e IR Oido, vista, habla y tacto son areas experimentales en los robots

22 Interbloqueos Dispositivos que no permiten que una operación sea realizada hasta que ciertas condiciones se cumplan. Interlock DeadMan Switches de Microondas Medidores de Presion de fluido etc-. Pueden ser electromecánicos, piezoeléctricos o mecánicos Pueden ser considerados externos o internos

23 Traduciendo Señales Analógicas a Controladores DigitalesADC Diferentes tipos de convertidores

24 Áreas de Sensores Para Robots