5º Jornadas AMUVA - Actuadores

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Charla de Actuadores en las 5º Jornadas de iniciación a la microbótica de AMUVa.
www.eis.uva.es/amuva

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5º Jornadas AMUVA - Actuadores

  1. 1. JORNADAS DE INICIACIÓN A LA MICROBÓTICA Vicente Izcara Autillo
  2. 2. ACTUADORES Y ROBÓTICA Valladolid, Noviembre 2009
  3. 3. ACTUADORES Y ROBÓTICA Valladolid, Noviembre 2009 <ul><li>CONCEPTO “ENTORNO-AGENTE” </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES </li></ul><ul><li>MOTORES EN MICROBÓTICA </li></ul><ul><li>OTROS ACTUADORES: </li></ul><ul><li>Motores lineales </li></ul><ul><li>Músculos artificiales </li></ul><ul><li>Motores CC </li></ul><ul><li>Motores PaP </li></ul><ul><li>Servomotores </li></ul>
  4. 4. ACTUADORES Y ROBÓTICA Valladolid, Noviembre 2009 <ul><li>CONCEPTO “ENTORNO-AGENTE” </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES </li></ul><ul><li>MOTORES EN MICROBÓTICA </li></ul><ul><li>OTROS ACTUADORES: </li></ul><ul><li>Motores lineales </li></ul><ul><li>Músculos artificiales </li></ul><ul><li>Motores CC </li></ul><ul><li>Motores PaP </li></ul><ul><li>Servomotores </li></ul>
  5. 5. ENTORNO <-> AGENTE sensor
  6. 6. ROBOTS -> ENTORNO
  7. 7. ACTUADORES Y ROBÓTICA Valladolid, Noviembre 2009 <ul><li>CONCEPTO DE ENTORNO-AGENTE </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES </li></ul><ul><li>MOTORES EN MICROBÓTICA </li></ul><ul><li>OTROS ACTUADORES: </li></ul><ul><li>Motores lineales </li></ul><ul><li>Músculos artificiales </li></ul><ul><li>Motores CC </li></ul><ul><li>Motores PaP </li></ul><ul><li>Servomotores </li></ul>
  8. 8. MOTORES Motores DC Motores PaP Servomotores
  9. 9. MOTORES DC Conmutación del campo gracias a sincronismo de ESCOBILLAS http://www.walter-fendt.de/ph14s/electricmotor_s.htm
  10. 10. <ul><li>Polaridad : determina el sentido de giro. </li></ul><ul><li>Velocidad : dada por la tensión de alimentación </li></ul><ul><li>Par o momento : dado por la corriente absorbida </li></ul>MOTORES DC ( Veremos procedimientos para regularlo) Parámetro constructivo: n (r.p.m.) = K * V Parámetro constructivo: M (N*m) = C * I
  11. 11. <ul><li>Circuito eléctrico equivalente; excitación por imanes permanentes </li></ul>E = K*n U I R MOTORES DC
  12. 12. <ul><li>Características de funcionamiento: </li></ul><ul><li>- Entrega de potencia óptima a elevadas revoluciones (varios miles de rpm). Será necesario reducir la velocidad para nuestras aplicaciones (inconveniente). </li></ul><ul><li>- Pueden funcionar como generador o como motor: frenado regenerativo. </li></ul><ul><li>- Motores baratos, robustos, proporcionan un par medio-alto y soportan sobrealimentaciones . </li></ul><ul><li>- El inconveniente: absorben mucha corriente . Producen picos indeseables que habrá que tener en cuenta. Regla de calidad: para misma potencia (P = V * I), mejor cuanta más V, menos I. </li></ul>MOTORES DC
  13. 13. MOTORES DC <ul><li>Reducción mecánica: reductora de engranajes </li></ul><ul><li>Variación de la tensión de alimentación (inviable) </li></ul><ul><li>Electrónica de potencia: control por PWM </li></ul>REGULACIÓN DE VELOCIDAD EN MOTORES DC
  14. 14. MOTORES DC Control electrónico de velocidad: PWM Tp = período de ciclo Ton = tiempo activado Duty Cycle = % tiempo on Tp adecuado depende del motor: -número de polos -velocidad de funcionamiento nominal Entre 50 y 1000 Hz, (también depende la capacidad de conmutación)
  15. 15. MOTORES DC L293 L298 Drivers: L297 UCN5804 BA6286
  16. 16. <ul><li>Medida de la velocidad (control realimentado): </li></ul><ul><li>Encoder, tacómetro, acelerómetro.. </li></ul>MOTORES DC
  17. 17. <ul><li>Motor que gira un determinado ángulo en función de la entrada de alimentación, codificada </li></ul><ul><li>La precisión de giro puede llegar a ser de décimas de grado. Aplicaciones de precisión, elevado consumo y bajo par. </li></ul><ul><li>Variante muy común: motores de contínua sin escobillas . </li></ul>Motores PaP ( stepper )
  18. 18. Unipolar Bipolar 6 hilos (5 hilos con alimentación común). 4 hilos Motores PaP ( stepper )
  19. 19. Bipolar Unipolar Motores PaP ( stepper )
  20. 20. Motores PaP ( stepper )
  21. 21. SERVOMOTORES
  22. 22. <ul><li>Sistema formado por: </li></ul><ul><li>Conexiones: alimentación, masa y entrada </li></ul><ul><li>Orden de posición por pulsos rectangulares </li></ul>SERVOMOTORES <ul><li>Motor DC con reductora de engranajes </li></ul><ul><li>Electrónica de potencia . Regula velocidad por PWM </li></ul><ul><li>Electrónica de control . Control en lazo cerrado de posición </li></ul>
  23. 23. SERVOMOTORES PULSE WITH MODULATION
  24. 24. SERVOMOTORES Indicación de la posición Ancho de pulso 1ms-2ms Control ángulo de giro. Tiempo OFF no crítico: <30ms
  25. 25. SERVOMOTORES
  26. 26. SERVOMOTORES PWM a DC
  27. 27. SERVO MOTOR                    
  28. 28. SERVO MOTOR
  29. 29. BRAZO ROBÓTICO
  30. 30. ACTUADORES Y ROBÓTICA Valladolid, Noviembre 2009 <ul><li>CONCEPTO DE ENTORNO-AGENTE </li></ul><ul><li>TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES </li></ul><ul><li>MOTORES EN MICROBÓTICA </li></ul><ul><li>OTROS ACTUADORES: </li></ul><ul><li>Motores lineales </li></ul><ul><li>Músculos artificiales </li></ul><ul><li>Motores CC </li></ul><ul><li>Motores PaP </li></ul><ul><li>Servomotores </li></ul>
  31. 31. MOTORES LINEALES <ul><li>Núcleo de acero con imanes de Nd </li></ul><ul><li>Bobinas arrolladas en la carcasa </li></ul><ul><li>- Nosotros: Solenoide sencillo </li></ul>
  32. 32. MUSCULOS ARTIFICIALES PANNA FELSEN Costa Cannon Hight Scool. San Diego.
  33. 33. MUSCULOS ARTIFICIALES NEUMÁTICOS, HIDRÁULICOS. POLÍMEROS ELECTROACTIVOS. (POLIPIRROL). MUSCLE WIRE.                    
  34. 34. POLÍMEROS ELECTROACTIVOS .                    
  35. 35. POLÍMEROS ELECTROACTIVOS .                    
  36. 36. POLÍMEROS ELECTROACTIVOS .                    
  37. 37. VIDEO
  38. 38. MUSCLE WIRE (NITINOL)                    
  39. 39. MUSCLE WIRE (NITINOL)
  40. 40. VIDEO
  41. 41. VIDEO
  42. 42. VIDEO
  43. 43. MUSCLE WIRE (NITINOL) Otras aplicaciones tecnológicas (en desarrollo): REDES DE DIFRACCIÓN PARA IMAGEN: <ul><li>Mayor fidelidad de los colores </li></ul><ul><li>¿Futuro de los televisores? </li></ul>
  44. 44. Gracias por su atención FIN DE LA PRESENTACIÓN
  45. 45. VIDEO
  46. 46. VIDEO
  47. 47. VIDEO

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