Robotica

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Robotica

  1. 1. La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.
  2. 2. La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término “automática” en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos. Karel Capek, un escritor checo, acuño en 1921 el término Robot en su obra dramática “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviándonos de las labores caseras. La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico..
  3. 3. Androides: estos artilugios se parecen y actúan como si fueran seres humanos. Este tipo de robots no existen en la realidad, por lo menos por el momento, sino que son elementos ficcionales.
  4. 4. Móviles: estos robots cuentan con orugas, ruedas o patas que les permiten desplazarse de acuerdo a la programación a la que fueron sometidos. Estos robots cuentan con sistemas de sensores, que son los que captan la información que dichos robots elaboran. Los móviles son utilizados en instalaciones industriales, en la mayoría de los casos para transportar la mercadería en cadenas de producción así como también en almacenes. Además, son herramientas muy útiles para investigar zonas muy distantes o difíciles de acceder, es por eso que en se los utiliza para realizar exploraciones espaciales o submarinas.
  5. 5. Industriales: los robots de este tipo pueden ser electrónicos o mecánicos y se los utiliza para la realización de los procesos de manipulación o fabricación automáticos. También se les llama robots industriales a aquellos electrodomésticos que realizan simultáneamente distintas operaciones.
  6. 6. Médicos: bajo esta categoría se incluyen básicamente las prótesis para disminuidos físicos. Estas cuentan con sistemas de mando y se adaptan fácilmente al cuerpo. Estos robots lo que hacen es suplantar a aquellos órganos o extremidades, realizando sus funciones y movimientos. Además existen robots médicos destinados a la realización de intervenciones quirúrgicas
  7. 7. Teleoperadores: estos robots son controlados de manera remota por un operador humano. A estos artilugios se los utiliza en situaciones extremas como la desactivación de una bomba o bien, para manipular residuos tóxicos.
  8. 8. LEYES DE LA ROBOTICA Ley CERO: En 1985, Asimov publicó un relato en la que uno de sus robot se ve obligado a herir a un ser humano por el bien del resto de la humanidad. Surge así una nueva ley, considerada la Ley Definitiva, la llamada Ley Cero, superior a todas las demás: "Un robot no puede lastimar a la humanidad o, por falta de acción, permitir que la humanidad sufra daños". Quedando así modificada la primera ley: "Un robot no debe dañar a un ser humano, o permitir, por inacción, que un ser humano sufra daño, a menos que tal acción viole la Ley Cero". 1. Un robot no puede causar daño a un ser humano ni, por omisión, permitir que un ser humano sufra daños. 2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, salvo cuando tales órdenes entren en conflicto con la Primera Ley. 3. Un robot ha de proteger su existencia, siempre que dicha protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.
  9. 9. Los sensores: Son lo elementos que le entregan información al robot para que éste pueda conocer la situación exterior. Por ejemplo sensores de tacto, de luz, de temperatura, etc. Magnitudes físicas que es necesario medir para que un robot tenga algún conocimiento del entorno: Luz (con su gama de espectro: visible, infrarroja, ultravioleta) Sonido y ultrasonido Gravedad (inclinación, posición) Temperatura Humedad Presión y/o fuerza Velocidad Magnetismo Ubicación Proximidad Distancia
  10. 10. TIPOS DE SENSORES • Sensores de luz • Sensores de presión y fuerza • Sensores de sonido NOMBRE SENSOR Elementos sensibles LDRs o Fotorresistores (resistores variables por la incidencia de la luz) Fotoceldas o celdas fotovoltaicas Fotodiodos Fototransistores CCD Cámaras de vídeo Módulos integrados Reflectivo De ranura Elementos sensibles Microinterruptores Sensores de presión Sensores de fuerza Sensores Sensores de contacto (sandwich, bigotes, antenas) Piel robótica Elementos sensibles Micrófonos Captadores piezoeléctricos Módulos integrados Rangers (medidores de distancia) ultrasónicos
  11. 11. • Sensores para medición de distancia • Sensores de gravedad (posición) • Sensores de temperatura • Sensores de humedad • Sensores de velocidad • Sensores de magnetismo • Sensores de ubicación geográfica • Sensores de proximidad Módulos integrados Medidores de distancia ultrasónicos Medidores de distancia por haz infrarrojo Acelerómetros, sensores de vibración Sensores pendulares (Inclinómetros) Contactos de mercurio Giróscopos Termistores RTDs (Termorresistencias) Termopares, Termocuplas Diodos Circuitos integrados Pirosensores (a distancia) Sensores capacitivos Sensores resistivos Módulos integrados Tacómetros Codificadores (encoders) Efecto Hall Brújulas electrónicas Interruptores magnéticos GPS Receptores de radiobalizas Sensores capacitivos Sensores inductivos
  12. 12. Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en energía mecánica. Los actuadores pueden verse como transductores; por ejemplo, el motor convierte energía eléctrica (se conecta a una fuente de alimentación) en energía mecánica rotacional (movimiento). Recuérdese que un transductor es cualquier elemento que convierte una forma de energía en otra forma de energía. Los elementos que conforman un actuador son los siguientes: Sistema de accionamiento: es el encargado de producir el movimiento Sistema de transmisión: es el encargado de transmitir el movimiento del actuador a otros elementos. Sistema reductor: encargado de adecuar el torque y la velocidad del actuador a los valores requeridos. Sistema de control: encargado de enviar las órdenes al actuador para que se mueva de cierta manera. Existen diferentes tipos de actuadores: Hidráulicos Neumáticos Eléctricos
  13. 13. SISTEMA DE LOCOMOCIÓN
  14. 14. LOCOMOCIÓN DE RUEDAS Y CADENAS Existe una gran variedad de modos de moverse sobre una superficie sólida; entre los robots, las más comunes son las ruedas, las cadenas y las patas. Los vehículos de ruedas son, con mucho, los más populares por varias razones prácticas. Los robots con ruedas son más sencillos y más fáciles de construir, la carga que pueden transportar es mayor, relativamente. Tanto los robots basados en cadenas como en patas se pueden considerar más complicados y pesados, generalmente, que los robots de ruedas para una misma carga útil. A esto podemos añadir el que se pueden transformar vehículos de ruedas de radio control para usarlos como bases de robots.
  15. 15. LOCOMOCION DE PATAS En general, los sistemas que emplean patas son bastante complejos, sin embargo hay variantes. Un sistema de patas tipo insecto se puede construir empleando sólo parejas de servos. Para dar un paso un servo abre la pata alejándola del cuerpo para salvar si hay un obstáculo, luego el otro servo de la pareja gira para que la pata se mueva adelante. El primer servo, después, baja la pata hasta que ésta toque el suelo, finalmente el segundo servo gira hacia atrás empujando el cuerpo del robot adelante. El movimiento coordinado de seis patas permite al robot moverse adelante, atrás y girar.
  16. 16. SISTEMAS DE CONTROL Un sistema de control es un sistema que una vez puesto en funcionamiento sigue su proceso sin intervención del ser humano. Se caracteriza por estar formado por elementos de entrada, de control y de salida.
  17. 17. a) Sistema de control de lazo abierto: son los que en su ejecución no influyen las salidas. ELEMENTOS DE ENTRADA | CONTROL | ELEMENTOS DE SALIDA b) Sistema de control de lazo cerrado: son aquellos en los que influyen las salidas, tiene lo que se llama retroalimentación. ELEMENTOS DE ENTRADA |____________________ CONTROL | retroalimentación |____________________| ELEMENTOS DE SALIDA
  18. 18. ELEMENTOS DE ENTRADA: Son los que detectan las condiciones exteriores y los que ponen en funcionamiento el sistema. Pueden serlos sensores (de tacto, de luz o LDR, de temperatura…) o elementos como interruptores, conmutadores, pulsadores… ELEMENTOS DE CONTROL: Son los que deciden lo que va a realizar el sistema. Son los microprocesadores. a) b) ELEMENTOS DE SALIDA: Son los elementos que llevan a cabo las acciones y se dividen en: Órganos de mando: interruptores, transistores, válvulas neumáticas e hidráulicas… Actuadores: motores, lámparas, zumbadores, cilindros neumáticos e hidráulicos…

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