5º jornadas amuva - actuadores

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.

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MUSCLE WIRE (NITINOL)

MUSCLE WIRE (NITINOL)

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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

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