JORNADAS DE INICIACIÓN A LA MICROBÓTICA

Vicente Izcara Autillo

ACTUADORES Y ROBÓTICA

Valladolid, Noviembre 2009

ACTUADORES Y ROBÓTICA

Valladolid, Noviembre 2009

CONCEPTO “ENTORNO-AGENTE”

TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES

MOTORES EN MICROBÓTICA

OTROS ACTUADORES:Motores lineales

Músculos artificiales

Motores CC

Motores PaP

Servomotores

ACTUADORES Y ROBÓTICA

Valladolid, Noviembre 2009

• CONCEPTO “ENTORNO-AGENTE”

•TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES

•MOTORES EN MICROBÓTICA

•OTROS ACTUADORES:Motores lineales

Músculos artificiales

Motores CC

Motores PaP

Servomotores

ENTORNO <-> AGENTE

sensor

ROBOTS -> ENTORNO

ACTUADORES Y ROBÓTICA

Valladolid, Noviembre 2009

• CONCEPTO DE ENTORNO-AGENTE

•TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES

•MOTORES EN MICROBÓTICA

•OTROS ACTUADORES:Motores lineales

Músculos artificiales

Motores CC

Motores PaP

Servomotores

MOTORES

Motores DC

Motores PaP

Servomotores

MOTORES DCConmutación del campo gracias a sincronismo de ESCOBILLAS

http://www.walter-fendt.de/ph14s/electricmotor_s.htm

• Polaridad: determina el sentido de giro.

• Velocidad: dada por la tensión de alimentación

• Par o momento: dado por la corriente absorbida

MOTORES DC

(Veremos procedimientos para regularlo)

Parámetro constructivo: n (r.p.m.) = K * V

Parámetro constructivo: M (N*m) = C * I

• Circuito eléctrico equivalente; excitación por imanes permanentes

E = K*n

U

IR

MOTORES DC

Características de funcionamiento: - Entrega de potencia óptima a elevadas revoluciones (varios miles

de rpm). Será necesario reducir la velocidad para nuestras aplicaciones (inconveniente).

- Pueden funcionar como generador o como motor: frenado

regenerativo.

- Motores baratos, robustos, proporcionan un par medio-alto y soportan sobrealimentaciones.

- El inconveniente: absorben mucha corriente. Producen picos

indeseables que habrá que tener en cuenta. Regla de calidad: para misma potencia (P = V * I), mejor cuanta más V, menos I.

MOTORES DC

MOTORES DC

Reducción mecánica: reductora de engranajes

Variación de la tensión de alimentación (inviable)

Electrónica de potencia: control por PWM

REGULACIÓN DE VELOCIDAD EN MOTORES DC

MOTORES DCControl electrónico de velocidad: PWM

Tp = período de ciclo

Ton = tiempo activado

Duty Cycle = % tiempo on

Tp adecuado depende del motor: -número de polos-velocidad de funcionamiento nominal

Entre 50 y 1000 Hz, (también depende la capacidad de conmutación)

MOTORES DC

L293

L298

Drivers:

L297

UCN5804

BA6286

Medida de la velocidad (control realimentado):Encoder, tacómetro, acelerómetro..

MOTORES DC

• Motor que gira un determinado ángulo en función de la entrada de alimentación, codificada

• La precisión de giro puede llegar a ser de décimas de grado. Aplicaciones de precisión, elevado consumo y bajo par.

• Variante muy común: motores de contínua sin escobillas.

Motores PaP ( stepper )

Unipolar Bipolar

6 hilos

(5 hilos con alimentación común).

4 hilos

Motores PaP ( stepper )

BipolarUnipolar

Motores PaP ( stepper )

Motores PaP ( stepper )

SERVOMOTORES

Sistema formado por:

Conexiones: alimentación, masa y entrada

Orden de posición por pulsos rectangulares

SERVOMOTORES

• Motor DC con reductora de engranajes

• Electrónica de potencia. Regula velocidad por PWM

• Electrónica de control. Control en lazo cerrado de posición

SERVOMOTORES PULSE WITH MODULATION

SERVOMOTORES Indicación de la posición

Ancho de pulso 1ms-2ms

Control ángulo de giro.

Tiempo OFF no crítico: <30ms

SERVOMOTORES

SERVOMOTORES PWM a DC

SERVO MOTOR

SERVO MOTOR

BRAZO ROBÓTICO

ACTUADORES Y ROBÓTICA

Valladolid, Noviembre 2009

• CONCEPTO DE ENTORNO-AGENTE

•TIPOS DE ACTUADORES. MOTORES

•MOTORES EN MICROBÓTICA

•OTROS ACTUADORES:Motores lineales

Músculos artificiales

Motores CC

Motores PaP

Servomotores

MOTORES LINEALES

- Núcleo de acero con imanes de Nd- Bobinas arrolladas en la carcasa- Nosotros: Solenoide sencillo

MUSCULOS ARTIFICIALESPANNA FELSEN

Costa Cannon Hight Scool.

San Diego.

MUSCULOS ARTIFICIALES

NEUMÁTICOS, HIDRÁULICOS.

POLÍMEROS ELECTROACTIVOS. (POLIPIRROL).

MUSCLE WIRE.

POLÍMEROS ELECTROACTIVOS.

POLÍMEROS ELECTROACTIVOS.

POLÍMEROS ELECTROACTIVOS.

VIDEO

MUSCLE WIRE (NITINOL)

MUSCLE WIRE (NITINOL)

VIDEO

VIDEO

VIDEO

MUSCLE WIRE (NITINOL)

Otras aplicaciones tecnológicas (en desarrollo):

REDES DE DIFRACCIÓN PARA IMAGEN:

Mayor fidelidad de los colores

¿Futuro de los televisores?

Gracias por su atención

FIN DE LA PRESENTACIÓN

VIDEO

VIDEO

VIDEO