Homework2a_Parte1

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- Una posibilidad es derivando la velocidad. - Utilizando un sensor de fuerza, si medimos la fuerza, y conocemos la masa se aplica el segundo principio de Newton y se calcula la aceleración: F= m*a

Un sensor fotoeléctrico o fotocélula.- es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de censado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas. Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida. El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz.

Sensores piezoeléctricos.- formados por materiales cerámicos o cristales iónicos que generan una pequeña cantidad de energía eléctrica cuando son deformados. Cuando sobre materiales piezoléctricos (titanio de bario) se aplica una fuerza, las cargas negativas del material se concentran en un lado mientras que el opuesto queda caragado positivamente, porduciendose un voltaje (y también un cambio en su capacitancia).

Sensor de muñeca.- se colocan entre la extremidad del brazo robot y el efecto extremo, estan constituidas por galgas de deformación que miden las pequeñas deformaciones causadas en la sujección de la muñeca por efecto de fuerzas exteriores

Encóders.- si se dispone de un detector que se active cuando se ha realizado un giro completo, se calcula la velocidad: el número de vueltas por unidad de tiempo.

Tacogenerador.- proporciona una tensión proporcional a la velocidad de giro del eje. Utiliza un interruptor llamado “reed switch”, que utiliza fuerzas magnéticas para activarse o no dependiendo si un objeto magnético se encuentra físicamente cercano al interruptor.

Una posibilidad es derivar la posición.

SENSORES LINEALES DE POSICIÓN (LVDT) LVDT.- transformador diferencial de variación lineal, que consta de un núcleo de material ferromagnético unido al eje, que se mueve linealmente entre un devanado primario y dos secundarios haciendo que varíe la inductancia entre ellos. En el caso de la figura, se puede afirmar que la energía de la corriente en la bobina primaria es igual a la que circula en las secundarias: EP iP t = ES iS t => EP / ES = iS / iP Como resultado de un desplazamiento que se quiere medir, el núcleo magnético es desplazado de manera que una de las bobinas secundarias no recubra totalmente el núcleo => la corriente inducida en un secundario será mayor que la inducida en el otro. De la diferencia de las tensiones medidas en los dos secundarios se obtiene el desplazamiento realizado por el núcleo.

SINCROS.- la bobina que hace función de primario o rotor se encuentra solidaria al eje de giro. El secundario está formado por tres bobinas fijas colocadas alrededor del primario en forma de estrella y desfasadas entre si 120º (estator). Al rotor se le aplica una señal senoidal y se genera en cada una de las bobinas fijas un voltaje inducido con un desfase entre ellos de 120º: V13 = 31/2 V cos(ωt) senθ V32 = 31/2 V cos(ωt) sen(θ+120) V21 = 31/2 V cos(ωt) sen(θ+240) Para los sistemas de control hay que pasar la señal analógica a digital, para lo cual se utilizan convertidores resolver / digital (R/D).

RESOLVERS: (captadores angulares de posición).- Constan de una bobina solidaria al eje excitada por una portadora, y dos bobinas fijas situadas a su alrededor. La bobina móvil excitada con tensión Vsen(ωt) y girada un ángul θ induce en las bobinas fijas las tensiones: V1 = V sen(ωt) senθ V2 = V sen(ωt) cosθ

Se utilizan en la mayor parte de máquinas industriales. Están constituidas por el estator, el rotor y el entrehierro. - Síncronos: son aquellas en las que la velocidad de giro del rotor es la misma que la velocidad de giro del campo magnético. Son poco utilizadas, empleándose solo en aplicaciones muy especificas. - Asíncronos o de inducción: en las que la velocidad de giro del rotor es inferior a la de rotación de campo magnético. La amplia mayoría de los motores empleados son asíncronos trifásicos debido a su sencillez, rendimiento y robustez, además pueden ser empleados en instalaciones monofásicas mediante la conexión de un condensador.Están constituidas por el estator, el rotor y el entrehierro.

ENCODERS: (codificadores angulares de posición).- Constan de un disco transparente con una serie de marcas opacas colocadas radialmente y equidistantes entre sí, de un sistema de iluminación y de un elemento fotorreceptor. El eje cuya posición se quiere medir va acoplado al disco, a medida que el eje gira se van generando pulsos en el receptor cada vez que la luz atraviese las marcas, llevando una cuenta de estos pulsos es posible conocer la posición del eje. La resolución depende del número de marcas que se pueden poner físicamente en el disco.

Potenciómetros.- Se usan para la determinación de desplazamiento lineales o angulares, eléctricamente se cumple una relación.

Analógicos

Digitales

Los llamados "motores DC sin escobillas" ("Brushless DC Motors" o BLDC) son máquinas eléctricas con imán permanente en el rotor y bobinas en el estator (tres o mas fases), alimentadas con un conjunto de tensiones polifásicas alternas (sinusoidales o trapezoidales), generadas por medio de un circuito inversor controlado de forma que las características de operación de la máquina eléctrica emulen las de un motor DC convencional ("motor DC con escobillas") en lo referente a las relaciones par/corriente y velocidad angular/ voltaje.

Obtienen su energía de un fluido a presión, generalmente algún tipo de aceite mineral. Los actuadores hidráulicos se clasifican en tres grandes grupos: cilindros hidráulicos, motores hidráulicos  y válvulas hidráulicas.La principal ventaja de estos actuadores es su relación potencia/peso.

- También conocidos como motores DC trabajan o se alimentan de corriente continua como la que suministran las pilas o las baterías. - Se utilizan frecuentemente los motores de corriente continua por la facilidad de controlarlos y su fácil interconexión.

Motores Brushless

Motores de C. Alterna

Motores de C. Continua

Actuadores

Los actuadores tienen como misión generar el movimiento de los elementos del robot según las ordenes dadas por la unidad de control. Los actuadores utilizados en robótica pueden emplear energía neumática, hidráulica o eléctrica. Cada uno de estos sistemas presenta características diferentes, siendo preciso evaluarlas a la hora de seleccionar el tipo de actuador más conveniente

Para conseguir que el robot realice su tarea con la adecuada precisión es preciso que tenga conocimiento tanto de su propio estado como del estado de su entorno.

SISTEMAS SENSORIALES EN ROBOTS MÓVILES

Sensores ópticos

Los detectores ópticos basan su funcionamiento en la emisión de un haz de luz que es interrumpido o reflejado por el objeto a detectar. Tiene mucha aplicaciones en al ámbito industrial y son ampliamente utilizados. Fuente.- Origina un haz luminoso, usualmente con un LED, que puede tener un amplio rango en el espectro (incluyendo luz visible e infrarroja). Para la mayoría de las aplicaciones se prefiere las radiaciones infrarrojas pues son las que mayor porcentaje de luz emiten y disipan menos calor. Los LEDs tipos visibles son muy útiles sobre todo para facilitar el ajuste de la operación del sensor. Entre los LED de luz visible los LEDs de luz roja son los más eficaces para esta aplicación.

Sensores Táctiles

Sensores Neumáticos

Sensores de Luz

Sensores de Aceleración

Sensores de Fuerza

Sensores de Desplazamiento

Sensores de Velocidad

Sensores

ACTUADORES EN ROBOTS MÓVILES.

Electricos

Hidráulicos

La energía acumulada en el aire comprimido en trabajo mecánico de movimiento circular o movimiento rectilíneo. Los actuadores neumáticos se calcifican en dos grandes grupos: cilindros neumáticos y motores neumáticos.

Neumáticos

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