minisumos

1. Introducción a la Robótica
móvil
Por el compañero Marco Antonio
Muñoz Duran

2. Contenido del curso
Control Conceptos básicos y tipos de robots
Tipos de Control
Sistemas de locomoción
Configuración de un robot
Concursos y Categorías
Mecánica Materiales de ingeniería
Relación de potencia
Moto reductores
Procesos de manufactura
Electrónica Lógica digital
Electrónica Analógica
Sensores
Baterías

3. Clasificación de robots
Robots
Robots
móviles
Autónomos A radio
control
Robots
estacionarios
Manipulador
Industria
Vehículos
AGV

4. Definiciones
• Robot = Es un manipulador
reprogramable, multifuncional,
con control automático, que
puede estar en un lugar fijo o
moverse, ya que esta diseñado
para mover piezas,
herramientas o dispositivos
especiales, por medio de
movimientos variables
programados para la realización
de diversos trabajos

5. Tipos de Control
Lazo abierto
• Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la
señal de entrada y da como resultado una señal de
salida independiente a la señal de entrada, pero
basada en la primera.
Lazo cerrado
• Son los sistemas en los que la acción de control está
en función de la señal de salida. Los sistemas de
circuito cerrado usan la retroalimentación desde un
resultado final para ajustar la acción de control en
consecuencia.

6. Lazo abierto
• Control manual
• Ser sencillos y de fácil concepto.
• Nada asegura su estabilidad ante una
perturbación.
• Ser afectado por las perturbaciones.
• Éstas pueden ser tangibles o intangibles.
• La precisión depende de la previa calibración del
sistema.

7. Lazo cerrado
• Control automático
• Tiene retroalimentación.
• Mas estables a las perturbaciones
• Alta precisión

8. Sistemas de Locomoción
Locomoción
por Ruedas
Diferencial
Ackerman
Locomoción
por patas
Bípedos
Cuadrúpedos
Hexápodos
Orugas
Híbridos

9. Arquitectura de los Robots
• Micro controladores
• Trabaja a de 0 a 5 V
• Reprogramable
Subsistema de control
• Electrónica de potencia (Puente H) (transistores, relevadores, MOSFET)
• Trabaja todo el voltaje de las baterías
• Distribuye toda la energía según el control
Subsistema de potencia
• Motores y actuadores
• Realizar la función física del robot (Trabajo)
Subsistema mecánico

10. Configuración de un robot móvil
Sensor
• Analógicos
• Digitales (todo o nada)
Control
• Control
• Potencia
Actuador
• Motores
• Tracción

11. Componentes básicos

12. Sumo y mini sumo
• 3kg
• 20 x 20 cm
• Autónomo o a
radiocontrol
0.5 Kg
10x10 cm
Autónomo

13. Robots de guerra

14. Sigue líneas (velocista, o persecución)
• Seguir la línea blanca
• 25 x 20 cm
• Autónomo

15. Polo acuático
• Equipos de 3
robots por
equipo
• Debe flotar
• Radio control

16. Propiedades de los materiales
Propiedades
físicas
Conductividad
eléctrica
Densidad
Propiedades
mecánicas
Volumétricas
Fragilidad
Ductilidad
Tenacidad
Propiedades
mecánicas
Superficiales
Resistencia al
desgaste
Dureza
Rozamiento

17. Materiales en ingeniería
• Las propiedades
mecánicas
superficiales de
los materiales.
Pueden
modificarse por
el método de
producción, con
los tratamientos
térmicos

18. Aceros
Acero para
estructuras
• Bajo contenido
de carbono
• Se deforma
antes de
romperse
• Fácil de soldar
• Bajo precio
Aceros para
temple
• Medio
contenido de
carbono
• Ideal para
temple
• Partes de
maquinas
• Aceros
bonificados
Aceros
inoxidables
• Acero con
cromo y
molibdeno
• Difícil de
mecanizar
• Alto precio
• Procesos
limpios
Aceros para
herramientas
• Alto contenido
de carbono
• Gran dureza
superficial
• Generalmente
con
tratamientos
térmicos
específicos
Numero 1 2 3 4
Aleación Acero al
carbono
Níquel Cromo
níquel
Cromo
AISI 2340
ACERO AL NIQUEL
CON 3% DE NIQUEL
Y 0.40% DE CARBONO
AISI 1010
ACERO AL CARBON
CON 0.10 % DE
CARBON (“COOLROL”)

19. Relación de potencia
Parámetros para la selección de motores:
• Torque máximo o par de bloqueo
• Par en vacío
• Velocidad en vacío
𝑃𝑒 ∗ 𝜂 = 𝑃𝑚
𝑃𝑚 = 𝜏 ∗ 𝜔
= 𝐹 ∗ 𝑣
𝑃𝑒 = 𝑉 ∗ 𝐼

20. Control de motores
Velocidad
Aumentar la velocidad Disminuir la velocidad
Sentido
Manecillas del reloj Contrario a las Manecillas del reloj
Estado
Encendido Apagado

21. Tipos de motores eléctricos
Motor
eléctrico de
CC con
escobillas
(Puente H )
(PWM)
Busheles
motores de
CC sin
escobillas
(PWM)
Servo motor
(Pulsos)
Motor a
pasos
(Secuencial)

22. Moto reductores
Reductoras
• De un diámetro grande a un
diámetro menor
• Multiplica el par
• Divide la velocidad
Multiplicadoras
• De un diámetro pequeño a un
diámetro mayor
• Multiplica la velocidad
• Divide el par

23. Unión eje-rueda

24. Bujes
Rodamientos
ArandelaChumacera
Apoyos de Ejes

25. Procesos de fabricación
Mecanizado
•Torneado
•Fresado
Fundición
•Fundición por molde de arena
•Fundición por inyección
Corte y unión
•Taladrado
•Soldadura
•Doblado

26. Electrónica

27. Lógica digital
Sistemas de numeración
Decimal
Binario
BCD
Gray
Sexagesimal
Circuitos combi nacionales
And
Or
Not
XOR
NAND
NOR
XNOR
Circuitos secuenciales
Elementos de memoria
Circuitos síncronos
Registros

28. Decimal Binario Hexadecimal Octal BCD
Gray o
Reflejado
0 0000 0 0 0000 0000
1 0001 1 1 0001 0001
2 0010 2 2 0010 0011
3 0011 3 3 0011 0010
4 0100 4 4 0100 0110
5 0101 5 5 0101 0111
6 0110 6 6 0110 0101
7 0111 7 7 0111 0100
8 1000 8 10 1000 1100
9 1001 9 11 1001 1101
10 1010 A 12 0001 0000 1111
11 1011 B 13 0001 0001 1110
12 1100 C 14 0001 0010 1010
13 1101 D 15 0001 0011 1011
14 1110 E 16 0001 0100 1001
15 1111 F 17 0001 0101 1000
Sistema
s de
numera
ción

29. Operaciones lógicas
OR (suma)
AND (multiplicación)
XOR (OR exclusiva)
NOT (negación)
NOR
NAND
XNOR

30. Memoria (flip flop)
• SR JK D
Sistemas síncronos
Registros
Circuitos secuenciales

31. Tiene múltiples usos y aplicaciones principalmente
como multivibrador mono estable
• 𝑇𝑎𝑙𝑡𝑜 = 0.693(𝑅 𝑏 ∗ 𝐶)
• 𝑇𝑏𝑎𝑗𝑜 = 0.693((𝑅 𝑎 + 𝑅 𝑏) ∗ 𝐶)
Temporizador 555

32. Puente H
Se necesita cerrar los
interruptores en la secuencia
adecuada para controlar el
motor en ambos sentidos
S1 S2 S3 S4 Resultado
1 0 0 1
El motor gira en
avance
0 1 1 0
El motor gira en
retroceso
0 0 0 0
El motor se
detiene bajo su
inercia
1 0 1 0
El motor frena
(fast-stop)

33. PWM (modulación por ancho de
pulsos)
La modulación por ancho de pulsos es una técnica utilizada para regular
la velocidad de giro de los motores eléctricos de inducción o asíncronos.
Mantiene el par motor constante y no supone un desaprovechamiento
de la energía eléctrica. Se utiliza tanto en corriente continua como en
alterna, como su nombre lo indica, al controlar: un momento alto
(encendido o alimentado) y un momento bajo (apagado o
desconectado), controlado normalmente por relevadores (baja
frecuencia) o MOSFET o tiristores (alta frecuencia).

34. Tipos de baterías

35. Baterías
• Voltaje que ofrece la pila en sus terminales y depende de la carga de
la pila
Tensión nominal
• Es la cantidad total de energía almacenada en una pila
Capacidad nominal
• Cantidad de energía almacenada en la pila por unidad de peso o de
volumen. Depende del tipo de pila
Densidad de energía
• Máxima valor de intensidad que puede mantener una pila durante
su descarga
Intensidad de descarga

36. Sensores

37. Sensores de posición• Encoder
• Ópticos
• Laser

38. • Escala de magnitudes que puede medir un sensor
Rango
• Diferencia entre el valor medido y el valor real
Precisión
• Cuanta salida se obtiene por unidad de entrada
Sensibilidad
• Capacidad de producir la misma salida, después de aplicar muchas veces el valor de
entrada
Repetitividad
• Tiempo muerto que tarda en procesar el sensor una unidad de entrada
Rapidez
• Cuando hay diferencia entre el aumento y el decremento de la magnitud medida
Error por Histéresis
Características de los sensores

39. No Linealidad
• El comportamiento real de un sensor (analógico) es
normalmente una curva exponencial caracteristica
• Al suponer la existencia de una linealidad se produce
este error
• Existen muchas técnicas para reducir al mínimo este
error, con el objetivo de encontrar la recta que mejor se
adapte a cada sensor

40. Referencias
Libros
Cibernética Aplicada de robot
educativos
Meca trónica
Nueva autodidactica
enciclopedia universal tomo
3