Actuadores Neumáticos y Eléctricos en Robótica

Un cilindro neumático que solo tiene una entrada de aire y realiza un movimiento en un solo sentido.

Un cilindro neumático que tiene dos entradas de aire y realiza un movimiento en ambos sentidos.

Un motor neumático que utiliza paletas para convertir energía neumática en movimiento rotatorio.

Un cilindro neumático que utiliza paletas para producir movimiento giratorio.

Un tipo de motor neumático que utiliza un piñón y una cremallera para convertir energía neumática en movimiento lineal.

El componente de un robot que genera movimiento.

El sistema que controla el movimiento de las partes del robot.

La fuente de energía que alimenta al actuador.

Aumenta la potencia de la señal de control para alimentar al actuador.

Un dispositivo que convierte la energía eléctrica en movimiento.

Parte que transmite el movimiento del actuador a las articulaciones del robot.

Actuador que utiliza energía eléctrica para funcionar.

Actuador que utiliza energía neumática (aire comprimido) para funcionar.

Actuador que utiliza energía hidráulica (fluido a presión) para funcionar.

Un sistema de control preciso que combina un motor y un controlador.

Tipo de batería que se descarga de forma rápida.

Tipo de batería ligera con alta capacidad de almacenamiento.

Una señal que controla la velocidad y dirección del motor.

Un circuito que cambia la dirección del flujo de corriente a un motor DC.

Un circuito electrónico que ajusta el voltaje y la corriente del motor para que funcione correctamente.

Un tipo de motor eléctrico que utiliza un imán permanente y un rotor para generar movimiento controlado. Se usa comúnmente en robots pequeños y con un alto nivel de precisión.

Un actuador eléctrico que utiliza un campo magnético giratorio para mover un rotor paso a paso, con precisión y control. Se utiliza en aplicaciones que requieren movimientos finos, como robots de pequeña escala.

Los actuadores eléctricos transforman la energía eléctrica en energía mecánica. Son comunes en robots por su facilidad de control, eficiencia y bajo costo.

Los motores AC funcionan con corriente alterna, mientras que los motores DC funcionan con corriente directa.

Los motores de imán permanente se usan en robots móviles y manipuladores, mientras que los motores brushless son eficientes y silenciosos, ideales para drones y robots submarinos.

Los motores paso a paso son ideales para movimientos precisos y controlados, mientras que los servomotores combinan un motor con un sistema de control para alcanzar posiciones o velocidades específicas.

Los actuadores neumáticos funcionan mediante aire comprimido, convirtiendo la energía neumática en energía mecánica.

Los cilindros de simple efecto solo tienen una entrada de aire y realizan un movimiento en un solo sentido, mientras que los cilindros de doble efecto tienen dos entradas de aire y realizan movimientos en ambos sentidos.

Los actuadores son los componentes encargados de generar movimiento en un robot, transformando la energía en movimiento mecánico.

Los actuadores hidráulicos usan aceite a presión para generar movimiento. Ofrecen alta fuerza y precisión, pero son más complejos.

Los actuadores rotacionales son motores que transforman la energía en movimiento rotatorio. Se usan para movimientos circulares.

La transmisión adapta la velocidad y el torque del actuador a las necesidades del robot. Ajusta la fuerza y velocidad de movimiento.

Los engranajes harmónicos son precisos, sin backlash, y se usan en robots industriales. Permiten movimientos suaves y exactos.

La relación de transmisión (o reducción) es la relación entre la velocidad angular de entrada (motor) y la velocidad angular de salida (articulación), que indica cuánto se reduce la velocidad del motor en la transmisión.

La conservación de potencia en una transmisión ideal implica que la potencia de entrada (motor) es igual a la potencia de salida (articulación), aunque las velocidades y torques cambien.

Los engranajes rectos son un tipo de transmisión que utiliza dientes rectos para transferir movimiento entre ejes paralelos, modificando la dirección y el punto de aplicación del eje.

Los husillos y engranajes helicoidales tienen dientes inclinados que permiten transferir movimiento rotacional a movimiento lineal, cambiando la dirección del eje. Sin embargo, pueden generar problemas de fricción y elasticidad.

Las fajas dentadas y las cadenas son transmisiones flexibles que permiten desplazar el motor y la articulación, pero son propensas a la elasticidad y vibraciones en altas velocidades.

El accionamiento directo (direct drive) coloca el motor directamente en la articulación, eliminando la necesidad de una transmisión y mejorando la precisión, pero puede ser más pesado y complejo.

Los Harmonic Drives son transmisiones compactas y eficientes que ofrecen una alta relación de reducción y cero backlash, pero pueden ser elásticas.

Los Harmonic Drives constan de tres elementos: generador de ondas, FlexSpline y Circular Spline, que trabajan juntos para lograr una alta relación de reducción.

La relación de reducción en un Harmonic Drive se calcula utilizando el número de dientes del Circular Spline y del FlexSpline. La relación de reducción es mayor que 1.

El robot KUKA utiliza una variedad de tipos de transmisiones, adaptadas a las especificaciones de cada articulación, para optimizar sus movimientos.

El robot DLR Light Weight III utiliza transmisiones Harmonic Drives en sus articulaciones, optimizando el peso y el rango de movimiento.

La transmisión desempeña un papel fundamental en robótica, ajustando el equilibrio entre velocidad y torque para lograr movimientos precisos y eficientes.

Hay diferentes tipos de transmisiones en robótica, cada una con sus ventajas y desventajas, que se eligen en función de las necesidades de la aplicación y las características de diseño del robot.

La elección de la transmisión adecuada para un robot implica considerar factores como la relación de reducción, el tamaño, el peso, la eficiencia, el backlash y el costo.