Definición de la robótica Definición de la robótica

¿Qué es un robot?

Un robot es un dispositivo mecatrónico que desempeña tareas automáticamente, programadas previamente por el hombre. Una maquina con capacidad de movimiento y acción capaz de realizar tareas que pueden desempeñar los seres humanos

Programa Electrónica Mecánica Ingeniería Sistemas

Ingeniería Electrónica Ingeniería Mecánica

Mecatrónica

Impacto de la Robótica

En la industriaEn la industria Eleva la competividad

Eleva la productividad

Estandarización de productos y servicios.

Mejora los procesos industriales.

Eleva la calidad.

Minimiza los costos de producción

En la medicina En la medicina

Ayuda en los procesos de la Cirugía

Mejora la clasificación y reparto de medicina

Mejora la rehabilitación de los pacientes

Sustituye partes del cuerpo (Prótesis)

Antecedentes históricos.

Robótica en la antigüedad

Hombre de hierro de Alberto Magno (1204- 1282) 

Gallo de Estrasburgo (1352) 

Una fuente automática De Herón.

León Mecánico de Leonardo da Vinci (1499) 

Hombre de Palo de Juanelo Turriano (1525)

Robótica en la antigüedad

Muñecos (flautista) de Jacques Vaucanson (1738)  Escriba, organista, dibujante de familia Droz (1770)

– Muñeca dibujante de Henry Maillardet

Leyes de la Robótica

Isaac AsimovKarel Capek

1921 1942

Palabra “robota”

1951

Raymond Goertz

Primer Brazo Mecánico

George Devol

Primer Robot Programable

1954 1959

Primer robot Comercial

Siglo XX XXISiglo XX XXI

1973 1976 1986 1997 1999

NASA “Vinking II”

HONDA presenta P3

Inicio de laconstrucción De un robot humanoide

Primer Robot controlado por un mini ordenador

Aibo" perro-robot.

Siglo XX XXISiglo XX XXI

2000 2003 2004 - 2010

Robodex 2000”Humanoide.

QrioAsimoHonda

HubuHubu ViolinistaViolinista

IR Corea del IR Corea del sursur

Toyota Toyota

Siglo XX XXISiglo XX XXI

Siglo XX XXISiglo XX XXI

Actroid DER2Actroid DER2 SEK 2006 SEK 2006 Saya Saya

Clasificación

Clasificación de los Robots:

Área de trabajo : Fijos, Móviles, Semi-fijos.

Tipo de control : Tele-dirigidos, Autónomos, Híbridos.

Medio Ambiente en el que operan : Terrestres, Acuáticos, Aéreos/espaciales, Híbridos.

Aplicación : Industriales, educativos, entretenimiento, experimentales.

Otros : Integración, Grados de Libertad

Fundamentos de robótica

Sensores

Actuadores

Controlador

Acondicionadores De señal

Amplificador de señal

Sensor: Es un dispositivo que convierte algún estímulo físico en parámetros eléctricos que el control del robot puede leer

Sensores

Estimulo Físico

Parámetro

Eléctrico

Amperaje

OHm

Voltaje Temperatura

Luz

Sonido Sensores

Tarjetas de Adquisición

de Datos

Tipos de Sensores Por la señal de entraba

Acondicionamiento de la

señal de entrada.

Convertidores Analógicos

Digitales

Acondicionamiento de la

señal de entrada.

Analógicos

Controlador

Controlador

S

S

Digitales

01010101

Fuente de luz

Sensor

Tipos de Sensores Por la forma de medición

ActivoPasivo

Objeto

envió

recepciónsensor

• De luz• Temperatura• Contacto• Acústicos• Magnético • De posición y orientación• Otros como cámaras de video y láser

Tipos de sensores

Actuación

• La actuación de un Robot es su capacidad de acción en el ambiente en el que se encuentra inmerso.

• Diversos factores determinan la capacidad de actuación de un robot:– Morfología– Locomoción– Actuadores y Efectores

Controladores

Computadora Control Lógico Programable Controlador digital

Actuación

• La actuación de un Robot es su capacidad de acción en el ambiente en el que se encuentra inmerso.

• Diversos factores determinan la capacidad de actuación de un robot:– Morfología– Locomoción– Actuadores y Efectores

Actuadores

Neumáticos Hidráulicos Eléctricos

MotoresSe define un motor como aquella máquina eléctrica rotativa que es capaz de transformar energía eléctrica en energía mecánica.

Rotor: imán permanenteEstator: Devanados

Rotor

Estator

Motores Corriente Continua

Dos conexiones ElectricasRotor

ServomotoresUn Servo es un dispositivo pequeño que tiene un eje de rendimiento controlado.

Este es un ejemplo de la señal que debería tener el servo:

Actuación

• La actuación de un Robot es su capacidad de acción en el ambiente en el que se encuentra inmerso.

• Diversos factores determinan la capacidad de actuación de un robot:– Morfología– Locomoción– Actuadores y Efectores

Modo de Control

Lazo Abierto

Entrada Control de

Mando

Sistema Actuador

Actuación

• La actuación de un Robot es su capacidad de acción en el ambiente en el que se encuentra inmerso.

• Diversos factores determinan la capacidad de actuación de un robot:– Morfología– Locomoción– Actuadores y Efectores

Modo de Control

Lazo Cerrado

Tipos de RobotsTipos de Robots

Tipos

Seguidor de LíneaSeguidor de luzSeguidor de laberintoRobot arañaCombate

GladiadorSumo

RastreadoresMilitares EspacialesMarinos

Manipuladores

Vehículos remotos Y

autónomos

Mini robots

Bípedos

Tipos

ManipuladoresManipuladores

Manipuladores

Aplicación : Celdas de manufactura Configuración :Manipulador articuladoArquitectura : Poli articuladaGrados de Libertad GDL; 5° GDLActuador: Servomotor (Codificado)Software:

IRIABotcontrollerVisual C++Visual Basic

CaracterísticasCaracterísticas

Manipuladores

Interfase del Manipulador

Interfase con la PC

Lógica de los

Encoders

Etapa De

Potencia

Arquitectura

Actuadores

Manipuladores

Cartesiano

RevolutaEsférico

Cilíndrico

Tipos

Vehículos Remotos y Autónomos Vehículos Remotos y Autónomos

Seguidor de líneaSeguidor de línea

Peso : 2kPeso : 2kVoltaje: 12vdcVoltaje: 12vdcControlador :PIDControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Circuito: Microcontrolador Sensores: infrarrojosSensores: infrarrojosMotores : Servos Motores : Servos

CaracterísticasCaracterísticas

Tarjeta de

control

Tarjeta de

Potencia

Sensor

Arquitectura

Sigue Lineas

Línea a seguir

Sensor

Motor

Motor

Pistas Sigue Lineas

Seguidor de luzSeguidor de luz

Seguidor de Luz

CaracterísticasCaracterísticas

Peso : 0.8kPeso : 0.8kVoltaje: 12vdcVoltaje: 12vdcControlador :PIDControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Circuito: Microcontrolador Sensores: LDRSensores: LDRMotores : Servos Motores : Servos

Tarjeta de

control

Tarjeta de

Potencia

Sensor

Arquitectura

Seguidor de Luz Sensor

Motor

Motor

Laberinto Laberinto

Sigue Laberinto

Peso : 0.5kPeso : 0.5kVoltaje: 12vdcVoltaje: 12vdcControlador :PIDControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Circuito: Microcontrolador Sensores: infrarrojosSensores: infrarrojosMotores : ServosMotores : Servos

CaracterísticasCaracterísticas

Sigue Laberinto

Sensor seguidor de pared Motor

Motor

Sensor detector de pared

Tarjeta de

control

Tarjeta de

Potencia

Sensor

Arquitectura

Pistas Sigue Laberinto

Robot Araña Robot Araña

Robot Araña

Peso : 0.5kPeso : 0.5kVoltaje: 12vdcVoltaje: 12vdcControlador :PIDControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Circuito: Microcontrolador Sensores: infrarrojosSensores: infrarrojosMotores : Servos Motores : Servos

CaracterísticasCaracterísticas

Robot Araña

MotorMotorMotor

Movimiento

Mo

vimien

to

Combate Combate

Peso : 30kVoltaje: 24vdcCircuito: Microcontrolador para el transmisor Armas :

Martillo SierraAspa

Gladiador Gladiador

CaracterísticasCaracterísticas

Tarjeta de

control

Tarjeta de

Potencia

Arquitectura

Tarjeta de

Mando

Peso : 12kVoltaje: 24vdcControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Sensores: Infrarrojo

Sumo Sumo

CaracterísticasCaracterísticas

Control Programable

Tarjeta de

Potencia

Arquitectura

Rastreadores Rastreadores

Robot Rastreadores (Soldado)

Peso : 12kVoltaje: 24vdcControlador :PIDCircuito: Microcontrolador Sensores: InfrarrojosVideo : Cámaras IRArmamento:

Granadas Fusil M16Detector de minas.

CaracterísticasCaracterísticas

Robot Rastreadores

Central de

Monitoreo

Receptor RF

Control

C A/D

Circuito de potencia

Cámara IR

Emisor IR

Procesador de audio /

video

Transmisor RF

micrófono

Tipos de Rastreadores Tipos de Rastreadores

Soldado

Robot aéreo espía

Submarino Marino de estudio

Espacial Aéreo fumigador

Mini Robots Mini Robots

Tipo deTipo de RobotsRobots

Mini-Robots

Bípedos Bípedos

Características técnicas de ASIMOVelocidad de desplazamiento 0 – 1.6 Km/hAutonomía (tipo de batería) 38,4 V / 10AHPeso (Kg) 43KAltura (mm) 120CmLongitud (mm) 55 c.mProfundidad (mm) 44 c.mLibertad de movimientoCabeza 10°Brazos 105°Manos 2°Piernas 12°

Sistema de control: Inteligencia artificial con WALLk ( Sistema de Marcha inteligente)

1986

1987-1991

1991-1993

2000

2004-2007

Evolución de asimoEvolución de asimo

Clasificación•Robot Bípedo Dinámico: Robot cuyo sistema de locomoción está basado en dos piernas y que es capaz de andar sin necesidad de interrumpir su avance.

•Robot Bípedo Estático: Robot cuyo sistema de locomoción está basado en dos piernas y que debe interrumpir su avance al andar para garantizar el equilibrio.

ZMP Zero-Moment Point (ZMP)

El criterio del ZMP consiste en que si el ZMP está dentro del polígono de soporte la plataforma bípeda camina dinámicamente.

Si el punto donde debería estar el ZMP se encuentra fuera de esta zona, existe un torque neto que hace que la plataforma pierda el balance.

Frente Perfil

Sensores de inclinación

Motores y Sensores de posición

Sensores de Fuerza

Modulo electrónico de potencia

Modulo electrónico De control

Bípedos

Un gran espíritu de investigador, voluntad y tenacidad

La ciencia no es más que muchas repuestas fáciles a preguntas difíciles.

Gracias Tel: 996496726

Jvc_ing@hotmail.com