Sensores en Robótica: Guía Completa

Los sensores propioceptivos miden el estado interno del robot, como su posición, velocidad, torque de las articulaciones, aceleración de los eslabones, orientación y temperatura.

Los sensores exteroceptivos miden el entorno del robot, como la fuerza/torque, distancia a objetos, y la iluminación.

Los sensores pasivos usan la energía del entorno, como una cámara que capta la luz.

Los sensores activos emiten energía y miden la reacción del entorno. Un sensor de ultrasonido es un ejemplo.

Los encoders son sensores que miden la posición de los motores del robot. Se usan para controlar el movimiento preciso.

La capacidad de un sensor para proporcionar medidas consistentes en diferentes mediciones del mismo estímulo.

La diferencia entre el valor medido por un sensor y el valor real del estímulo.

La capacidad de un sensor para mantener las mismas mediciones a lo largo del tiempo, incluso bajo variaciones de temperatura.

La desviación máxima de los datos medidos con respecto a una línea que se ajusta a los datos.

La diferencia entre la salida del sensor y la línea recta perfecta cuando la entrada es cero.

El cambio mínimo en la entrada del sensor que produce un cambio en la salida.

Un efecto en el sensor que produce una respuesta asimétrica, donde la salida no es igual para valores positivos y negativos de la entrada.

Un error en el sensor que produce una salida constante independientemente de la entrada.

Un rango de la entrada del sensor donde la salida no varía.

Un error en el sensor que produce una relación no lineal entre la entrada y la salida.

La velocidad de una onda se puede calcular utilizando la frecuencia transmitida (ft) y la frecuencia recibida (fr), así como la velocidad de la onda (v0) y el ángulo de transmisión (α).

Sensores de velocidad que utilizan el efecto Doppler para medir el movimiento. Se utilizan con frecuencia en robots submarinos para determinar la velocidad de movimiento.

Sensores que proporcionan información sobre la orientación e inclinación de un robot.

Un tipo de sensor de orientación que detecta la inclinación detectando la conductividad de un líquido.

Un sensor de orientación que mantiene la orientación estable con respecto a un sistema de referencia.

Giroscopios que utilizan un rotor giratorio para mantener su orientación estable.

Giroscopios que utilizan la luz para determinar la orientación y la velocidad angular.

Un sensor que mide la aceleración basado en fuerzas inerciales. Convierte el movimiento mecánico en una señal eléctrica.

Un tipo de acelerómetro que utiliza elementos microfabricados de silicio para medir la aceleración.

El eje específico a lo largo del cual el acelerómetro mide la aceleración.

Un sistema de sensores que combina acelerómetros y giroscopios para medir la aceleración lineal y la velocidad angular.

Un sensor basado en galgas extensiométricas que mide la deformación causada por fuerzas o torques.

Un elemento microfabricado en un acelerómetro MEMS que se conecta a una masa móvil.

Un sistema de medición que se utiliza para convertir el movimiento del resorte en una señal eléctrica.

Un sistema electromecánico de tamaño microscópico que se utiliza en acelerómetros MEMS.

Los sensores de posición proporcionan una señal eléctrica proporcional al desplazamiento (lineal o angular) del objeto que están midiendo.

Los potenciómetros son sensores que miden el desplazamiento lineal. Se basan en un elemento resistivo que varía su resistencia de acuerdo a la posición de un cursor.

Un LVDT (transformador diferencial variable lineal) es un sensor de desplazamiento lineal que utiliza un núcleo móvil dentro de un transformador para detectar la posición.

Los encoders absolutos dan la posición angular en cualquier momento, incluso después de un apagado y encendido.

Los encoders incrementales solo te dicen cuántas vueltas y pulsos han pasado desde un punto de referencia.

La resolución de un encoder se define por la cantidad de pistas en el disco y el número de bits de la codificación.

En robótica, los encoders son ampliamente utilizados para controlar la posición de los motores y otros elementos.

La resistencia eléctrica (R) de un material puede variar con la deformación. Un aumento en la longitud del material aumenta la resistencia, mientras que un aumento en el área de la sección transversal disminuye la resistencia.

El puente de Wheatstone es un circuito usado para medir la resistencia eléctrica de un componente desconocido. El circuito se compone de cuatro resistencias, una de las cuales es el componente desconocido. La resistencia desconocida se determina midiendo la diferencia de voltaje entre dos puntos del circuito.

Los sensores de torque se utilizan para medir la fuerza de torsión aplicada en un eje. Estos sensores se usan en aplicaciones como robots, motores y maquinas.

Un sensor de fuerza/torque 6D es un dispositivo que puede medir tanto la fuerza como el par en seis direcciones (tres ejes de fuerza y tres ejes de par). Estos sensores son cruciales para robots que interactúan con el mundo físico.

Un RCC (Remote Center of Compliance) es un dispositivo que se coloca en el extremo de un brazo robótico para introducir complianza pasiva en el sistema. Permite que el brazo robótico se adapte a las variaciones en el ambiente, facilitando la inserción de objetos.

Los sensores de infrarrojo son dispositivos que detectan la radiación infrarroja. Se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo detectores de movimiento, sensores de proximidad y sistemas de control remoto.

Los sensores de ultrasonido utilizan la emisión de ondas de sonido para detectar objetos y medir distancias. Se utilizan en aplicaciones como sensores de proximidad, sistemas de estacionamiento y radares.

LIDAR (Light Detection and Ranging) es un sistema que utiliza la emisión de rayos láser para detectar objetos y medir distances. Se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo vehículos autónomos, drones y sistemas de mapeo.

La luz estructurada es una técnica que utiliza un proyector láser para proyectar patrones conocidos sobre un objeto o escena. Una cámara luego captura la imagen del objeto o escena y el patrón proyectado. Esta información se puede utilizar para determinar la forma y la posición del objeto.

Las cámaras de tiempo de vuelo son dispositivos de visión que miden la distancia a un objeto al detectar el tiempo que la luz tarda en viajar desde el sensor hasta el objeto y regresara. Se utilizan en aplicaciones como sistemas de detección, vehículos autónomos y realidad aumentada.

CCD (Charge Coupled Device) y CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) son las dos tecnologías principales utilizadas en las cámaras digitales para convertir la luz en señales eléctricas. Los píxeles en una cámara CCD o CMOS capturan la luz y la convierten en señales eléctricas. Estas señales se procesan luego para crear una imagen.

La piel artificial es un material sensor que imita las funciones del tacto y el movimiento de la piel humana. Se utiliza en aplicaciones como prótesis, robots y sistemas de realidad virtual.

Los sensores de toque son dispositivos que se utilizan para detectar el contacto físico, como la presión o la vibración. Se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo la tecnología de contacto humano-robot, interfaces táctiles y la fabricación de productos.

ASIMO es uno de los robots humanoides más avanzados desarrollados por Honda. ASIMO posee una amplia gama de sensores y actuadores que le permiten moverse, interactuar con su entorno y realizar tareas complejas.

BibaBot es un robot móvil con un diseño simple y modular. BibaBot está equipado con una variedad de sensores, incluyendo cámaras omnidireccionales, IMU, sensores de ultrasonido y sensores de distancia láser.