jueves, 15 de marzo de 2012

TIPOS DE ROBOTS


 INDUSTRIALES.

Cuando escuchamos la palabra Robot, en algunas ocasiones pensamos en esas películas que nos han sorprendido por presentarnos Robots que realizan acciones superiores a las capacidades del ser humano. Quizás los modelos más famosos de robots han sido los creados por George Lucas en su película Stars Wars a quienes conocimos como C3PO y R2D2, y otros como Robocop.
Sin embargo, la idea que nos presentan las películas se encuentra bastante alejada de la aplicación industrial de los robots, a los cuales se les considera como un tipo de máquinas-herramientas.
El siglo XVIII constituye la época del nacimiento de la robótica industrial. Hace ya más de doscientos años se construyeron unas muñecas mecánicas, del tamaño de un ser humano, que ejecutaban piezas musicales.
Sin duda, hoy se puede afirmar que el desarrollo de las máquinas-herramientas ha sido sumamente acelerado. El concepto actual de robot industrial no se aplica a aquellas antiguas muñecas sino a lo que aquí aprenderemos es un robot industrial.
Definición :
Mikell Groover, en su libro Automation, Production Systems and Computer Integrated Manufacturing, define al robot industrial como
"...una máquina programable, de propósito general, que posee ciertas características antropomórficas, es decir, con características basadas en la figura humana..."
Cabe destacar que la característica antropomórfica más común en nuestros días es la de un brazo mecánico, el cual realiza diversas tareas industriales. Existen en el mercado diversas empresas dedicadas a la fabricación de robots industriales por lo que existen diferentes marcas y modelos. Estos últimos son normalmente asignados para identificarlos o de acuerdo a su función.
En el caso de los robots a analizar en esta monografía se encuentra la marca Amatrol modelo Júpiter.
La marca Mitsubishi modelo Move Master Ex.
La marca Unimate, modelo Puma, éste último dado como abreviación de Programable Universal Machine for Assembly
'Robótica industrial'
Robot utilizado dentro de los sistemas de almacenamiento (AS/RS) marca Amatrol
'Robótica industrial'
Para acercarnos más al estudio de los robots, identificaremos sus componentes.
Componentes
El componente principal lo constituye el manipulador, el cual consta de varias articulaciones y sus elementos.
'Robótica industrial'
Las partes que conforman el manipulador reciben los nombres de: cuerpo, brazo, muñeca y efector final. Al efector final se le conoce comúnmente como sujetador o gripper.
'Robótica industrial'


ANDROIDES.

Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.
Uno de los aspectos más complejos de estos robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simu ltáneamente el equilibrio del robot .

POLIARTICULADOS.

Bajo este grupo están los robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios -aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados- y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinaado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los robots industriales, los robots cartesianos y algunos robots industriales y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o deucir el espacio ocupado en el suelo.

MOVILES.

Son robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores.
Las tortugas motorizadas diseñadas en los años ciencuentas, fueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stranford.
Estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctr icamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. 

ZOOMORFICO.

Los robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.
A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadoress y no caminadores. El grupo de los robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolu cionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos robots serán interesante en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.


HIBRIDOS.

Estos robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, e s al mismo tiempo uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los r obots industriales. En parecida situación se encuentran algunos robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los robots personales. 





ROBOTS FAMOSOS




PUESTO 1

 

Info: 
R2D2 y C3PO (La guerra de las galaxias) 
Esta especie de Gordo y Flaco de la ciencia ficción protagoniza algunas de las escenas más cómicas de la saga Star Wars. C3PO, el hombrecito , es un androide de protocolo programado para el trato con todo  de seres galácticos. R2D2 es un droide astromecánico que conduce y repara naves espaciales. 


PUESTO 2


 

Info: 
Maria (Metrópolis) 
Auténtica pionera cinematográfica, vio la luz en 1927 gracias a Fritz Lang. En una ciudad futurista donde los hombres son esclavos de la , este androide maligno se encarga de sembrar la discordia entre los rebeldes. Su imagen inspiró a muchos robots posteriores. 



PUESTO 3

 

Info: 
HAL  (2001: Una odisea del espacio) 
No es un robot, pero sin duda merece estar en este ranking. El superordenador de la   es lo último en inteligencia artificial: no sólo está programado para controlarlo todo a bordo, también puede pensar como un humano. Pero su conciencia cibernética acabará por traicionarle.

PUESTO 4

 

Info: 
T-800 (Terminator) 
Este cyborg llega al presente desde un futuro dominado por las máquinas para acabar con la que será madre del líder de la resistencia humana. El robot se camufla bajo los musculitos de Arnold Schwarzenegger para convertirse en un despiadado pero carismático asesino. 



PUESTO 5

 

Info: 
RoboCop (RoboCop) 
Otro cyborg, pero esta vez en el bando de los buenos. Tomad un agente de policía acribillado a balazos y reconstruidlo a base de un sofisticado sistema de recursos tecnológicos y armas de última generación. El resultado es una máquina invencible destinada al servicio de la ley y el orden. 


PUESTO 6

 

Info: 
Roy Batty (Blade Runner) 
Líder de los replicantes Nexus 6, una partida de robots creados por los humanos. Son idénticos al hombre, pero más fuertes, más inteligentes, más ágiles... Su único defecto es que tienen fecha de caducidad, algo que no les gusta en absoluto y les lleva a rebelarse 


PUESTO 7

 

Info: 
Robby (Planeta prohibido) 
Uno de los robots más entrañables que ha dado el cine. Y también de los más serviciales: se encarga de las tareas del hogar, conduce, construye y derriba cosas, recibe a los visitantes inesperados... Pese a su fuerza extraordinaria no resulta peligroso, puesto que está programado para no matar 


PUESTO 8

 

Info: 
Annalee Call (Alien resurrección) 
Este androide femenino viaja en una nave mercenaria que trafica con humanos para experimentos, y su misión es mantener el cultivo de aliens bajo control. De apariencia débil, no duda en echar una mano a Ripley en su lucha contra los malvados bichejos. 

PUESTO 9

 

Info: 
Número 5 (Cortocircuito) 
Dotado de la tecnología más avanzada, este robot tenía que ser un soldado perfecto, el arma decisiva en caso de guerra. Pero fue alcanzado por un rayo y todo cambió. Johnny 5 cobró vida y no tardó en sentir una necesidad imperiosa de descubrir el mundo con sus propios ojos... 



PUESTO 10

Amantes con inteligencia artificial 

Info: 
David (A.I. Inteligencia artificial) 
Es el prototipo de robot más avanzado, o eso nos cuenta Steven Spielberg en su película. Este niño artificial es idéntico a uno real y puede tener sentimientos como cualquier humano. De hecho, está programado para demostrar amor. 

CONSTRUYENDO NUESTRO PRIMER ROBOT

¿QUE ES UN SEGUIDOR DE LINEA?


Estos robot tienen la capacidad de seguir una línea marcada en el suelo (normalmente una línea negra sobre un fondo blanco). Son considerados los "Hola mundo" de la robótica.

Estructura básica
Estos robots pueden variar desde los más básicos (van tras una línea única) hasta los robots que recorren laberintos. Todos ellos, sin embargo, poseen (por lo general) ciertas partes básicas comunes entre todos:
Sensores: Bonitos y baratos, como debe ser. Un rastreador detecta la línea a seguir por medio de sensores. Hay muchos tipos de sensores que se pueden usar para este fin; sin embargo, por razones de costos y practicidad los más comunes son los sensores infrarrojos (IR), que normalmente constan de un LED infrarrojo y un fototransistor.
Motores: El robot se mueve utilizando motores. Dependiendo del tamaño, el peso, la precisión del motor, entre otros factores, éstos pueden ser de varias clases: motores de corriente continua, motores paso a paso o servomotores.
Ruedas: Las ruedas del robot son movidas por los motores. Normalmente se usan ruedas de materiales anti-deslizantes para evitar fallas de tracción. Su tamaño es otro factor a tener en cuenta a la hora de armar el robot.
Fuente de energía: El robot obtiene la energía que necesita para su funcionamiento de baterías o de una fuente de corriente alterna, siendo esta última menos utilizada debido a que le resta independencia al robot.
Tarjeta de control: La toma de decisiones y el control de los motores están generalmente a cargo de un microcontrolador. La tarjeta de control contiene dicho elemento, junto a otros componentes electrónicos básicos que requiere el microcontrolador para funcionar.

Funcionamiento
Todos los rastreadores basan su funcionamiento en los sensores. Sin embargo, dependiendo de la complejidad del recorrido, el robot debe ser más o menos complejo (y, por ende, utilizar más o menos sensores).
Los rastreadores más simples utilizan 2 sensores, ubicados en la parte inferior de la estructura, uno junto al otro. Cuando uno de los 2 sensores detecta el color blanco, significa que el robot está saliendo de la línea negra por ese lado. En ese momento, el robot gira hacia el lado contrario hasta que vuelve a estar sobre la línea. Esto en el caso de los seguidores de línea negra, ya que también hay seguidores de línea blanca.
Las 2 maneras más comunes de armar los rastreadores son: OPAMPS (Amplificadores Operacionales), o con simples transistores trabajados en su zona de saturacion. Esto dependiendo de la complejidad con la que se quiera armar el circuito. Podemos utilizar un microcontrolador para realizar las funciones de control o guardar en él la forma del recorrido por una pista. También sirve como escaneador eléctrico .

¿COMO FUNCIONA UN SEGUIDOR DE LINEA?


DESCRIPCIÓN: He aquí un diseño supersimple para montar un rastreador de líneas básico con 2 sensores CNY70 y componentes discretos de fácil compra en cualquier comercio de electrónica.
En el esquema mostrado se puede apreciar como funciona el circuito, el led emisor del sensor CNY70 se alimenta a través de una resistencia R1 de 680 Ω, cuando una superficie reflectante como el color blanco de la superficie por donde se moverá el rastreador, refleja la luz del led emisor, el fototransistor contenido en el sensor CNY70baja su resistencia interna entre Colector y Emisor con lo cual conduce la corriente que hace que también entre en conducción el transistor Q1 que estaba polarizado a masa por medio de la resistencia R2 de 10 KΩ. Q2 sirve para invertir la señal para que de este modo se desactive el motor cuando ve blanco y se ponga en marcha cuando ve negro el sensor, con lo que al activarse Q1 hace que se active Q2 cortando a Q3 con el, ya que este ultimo estaba activo porque esta polarizado por R3, con lo cual lo que a pasado es que la salida del motor se a desactivado cuando el sensor a detectado una superficie reflectante, en estado de reposo la salida estará siempre activa y Q3 conduciendo. Los 2 circuitos se pueden alimentar con 4 pilas normales de 1,5V puestas en serie con lo que se obtienen 6V, dependerá del consumo de los motores elegir pilas o baterías mas potentes.



MONTAJE: El robot se compondrá de un circuito que podremos hacer fácilmente con una placa de topos o de prototipos o usando los fotolitos expuestos y este tendrá dos circuitos exactamente iguales uno para cadasensor-motor e irán cruzados con lo que el sensor izquierdo actuara sobre el motor derecho y el sensor derecho sobre el motor izquierdo tal como se muestra en la ilustración.
Los motores tienen que ser de corriente continua y habrá que fabricarles una reductora si no disponen de ella para mover las ruedas, contra mas grandes sean las ruedas, mas velocidad alcanzara el robot, aunque no hay que pasarse con el diámetro de estas porque si no en las curvas se saldrá de trayectoria, unos 6 cm. es lo ideal. Los sensores irán dispuestos mirando al suelo y a unos 2 o 3 mm de separación desde el suelo a la superficie del sensor y la separación entre ambos sensores será para que quede dentro de la línea negra que vayamos a usar como trayectoria. En mi montaje he utilizado dos servos trucados de manera que queden solo los motores CC con la reductora osea sin circuito de control pero se puede usar cualquier motor de CC de unos 5 o 6 voltios y que no consuma demasiado para no agotar las pilas o baterías demasiado deprisa. El trazado lo podremos hacer sobre una cartulina blanca y para trazar las líneas usar cinta aislante negra, tener cuidado en no hacer curvas demasiado cerradas ya que si el robot es muy veloz (ruedas grandes) se saldrá de la trayectoria por inercia y al sacar los 2 sensores fuera de la línea no volverá a entrar (recordemos que este sistema no es microcontrolado) por lo que haremos algunas pruebas antes de trazar el camino final.

FUNCIONAMIENTO: Pondremos el robot en la superficie de fondo blanca y lo alimentaremos, como los dos sensores están activos los motores permanecerán parados, ahora empujaremos el robot hasta la línea de trayectoria negra, al entrar uno de los sensores con la línea negra este hará que el motor del lago contrario empiece a funcionar con lo que el robot entrara por si solo en la trayectoria, cuando tenga los dos sensores viendo negro los 2 motores estarán en marcha con lo que el robot avanzara en línea recta, ahora bien si el llega a una curva y supongamos que el sensor izquierdo sale de la línea negra entonces provocara que el motor del lado contrario (motor derecho) se desactiva con lo cual el robot girara a derecha (como un tanque) entrando de este modo en la línea negra otra vez... para el caso contrario pasa lo mismo pero con el otro motor y sensor.
Espero disfrutéis de este sencillo diseño.. creo que es uno de los mas sencillos que hay ahora mismo por internet por no decir el mas sencillo.

COMPETENCIAS DE SEGUIDORES DE LINEA