El documento describe los componentes principales de un robot, incluyendo la estructura, movimiento, sensores, energía, control y lógica. La estructura proporciona el esqueleto físico del robot utilizando piezas de metal unidas con tornillos y tuercas. El sistema de movimiento genera movimiento a través de motores, ejes y engranajes que transfieren el movimiento a ruedas u orugas. La programación controla el funcionamiento general del robot.

2. INTRODUCCIÓN
Un robot es una máquina automática programable capaz de realizar determinadas
operaciones de manera autónoma y sustituir a los seres humanos en algunas tareas, en
especial las pesadas, repetitivas o peligrosas; puede estar dotada de sensores, que le
permiten adaptarse a nuevas situaciones.
Dentro de nuestro contexto un robot es una máquina capaz de moverse y realizar
acciones por si misma o siendo manejada mediante un control remoto. Un robot está
conformado por una parte física (estructura, movimiento, sensores, energía y lógica) y un
programa, diseñado para cada robot en específico y sin el cual, ni si quiera se movería.
Lo primero que se debe considerar antes de construir un robot es la función que este
realizará, ejemplo: recoger pelotas de tenis y depositarlas en un recipiente, luego, además
de idear el sistema para que realice esa función, se determinan las características más
adecuadas que deberá tener ese robot, es decir, como lo hará ejemplo: si rápido o lento,
con un mecanismo que le brinde fuerza, velocidad o un punto intermedio. Teniendo claro
esto, se determinan que piezas se pueden usar para satisfacer estas necesidades.
Una vez hecho esto se realiza el diseño del robot, generalmente hay varios diseños antes
de obtener el final, se pueden tomar partes de un diseño y de otro para formar el diseño
final e incluso después de armado el robot se realizan cambios y ajustes para optimizar el
funcionamiento del robot.
En la construcción del robot se empieza con la estructura: se empieza con el esqueleto
de la base y se empieza a construir lo demás sobre esta, luego a esta se le acoplan los
elementos que generarán el movimiento, se tiene que buscar un buen sitio para el
microcontrolador que es como el cerebro del robot y cerca de este la batería que
suministra la energía, también si se necesita, se acoplan sensores a la estructura. De
todos los motores y sensores salen cables que deben ser conectados de una manera en
la que no se enreden ni interfieran con el movimiento de las piezas al microcontrolador,
esta es la que vendría siendo la lógica dentro de la parte física del robot.
La programación del robot es una parte muy importante, solo se puede empezar a hacer
el programa después de construido el robot, hay que tener en cuenta la manera en la que
se conectaron los cables al microcontrolador, y hay que definir una manera cómoda de
manejar el robot con el control, también se pueden hacer programas en las que el robot,
ayudado por los sensores haga cosas por sí mismo.
Dentro de las piezas que utilizaremos para armar nuestros robots (de la marca Vex) se
definen claramente varios conjuntos: estructura, movimiento, sensores, energía,
control y lógica.
Angel Gabriel Caviedes Joya
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3. Estructura
El sistema estructural del robot es el responsable del soporte
físico, es el que forma la base del robot. Mantiene a todo en
su lugar, y es, en efecto, el “esqueleto” del robot al que se le
acoplan todos los demás sistemas.
Se compone básicamente de piezas de metal con distintas
formas y tamaños que pueden ser unidas entre sí madiante
tronillos, tuercas y otros elementos, que se introducen en
pequeños agujeros que tienen todas las piezas, todas las
piezas poseen una rejilla de agujeros cuadrados de 4,6 mm
en los que un eje puede girar libremente y un tornillo encaja
perfectamente, y entre estos cuadros hay otros más
pequeños en diagonal en los que un eje encaja
perfectamente.
A la izquierda puede ver una lamina plana (sin relieve y sin
doblar), Abajo, varios diseños de láminas. De izquierda a
derecha: angular o “L”, canal o “C”, riel, barra y “plana”
Las láminas planas tienen gran variedad de tamaños y formas incluyendo cuadradas o de
una sola columna (como la cuarta en la imagen), estas son las más débiles, se pueden
doblar con facilidad, y se suelen utilizar para atornillarles cosas (sensores, motores), y
para darle solidez y una apariencia más maciza al robot.
Las láminas con relieve o que están dobladas suelen tener formas largas y son
estructuralmente más resistentes que las planas, se unen entre sí con tornillos y tuercas
para armar el esqueleto del robot, y también se usan como extremidades, sobre estas se
colocan las láminas planas. Es fácil atornillar estas láminas perpendicularmente entre sí.

4. También hay otras láminas más pequeñas que se usan para unir otras piezas entre sí, en
distintos ángulos, en conjunto se llaman gussets:
Codo de 45o
Codos de 90o
“T” de 90o
“Más” de 90o
,180o
Arco de 0o
a 90o
Acoplador de “C” Acoplador de “L” Acoplador esquinero
Además de las láminas hay otras piezas que hacen parte del conjunto de estructura:
Tornillos: hay de color negro y plateado, en su cabeza tienen
una muesca en forma de hexágono, es necesario usar los
destornilladores Vex y llaves que tienen esa forma, hay de
distintos tamaños y grosores: (en la imagen de izquierda a
derecha) de 8, 16, 24 y 32 vueltas, para atornillar motores solo
se pueden usar los tornillos de 6 vueltas que son más delgados.
Tuercas: son hexagonales, encajan a la perfección con los
tornillos, hay de tres tipos: (en la imagen de izquierda a derecha)
regulares o normales, dentadas y bloqueadoras, en el orden que
fueron mencionadas aumenta su capacidad de ser apretadas
Standoffs: son tubos hexagonales, en cada extremo poseen un
agujero en el que se pueden introducir tornillos a la perfección,
hay de (en la imagen de arriba a abajo) 8, 16, 24, y 32 vueltas,
se utilizan para mantener espacio entre láminas, y darle más
firmeza a la estructura completa.
Un ejemplo de unión entre dos laminas. Si es necesario las láminas se pueden doblar.

5. Movimiento
El sistema de movimiento del robot es el responsable de
exactamente eso: el movimiento. Incluye a los motores,
que generan el movimiento, las ruedas y los pernos o
tuercas que transfieren y transforman el movimiento en
las formas deseadas. Con el sistema estructural como
esqueleto del robot, el sistema del movimiento serían los
músculos.
Los ejes son la parte fundamental del movimiento del
robot, son barras cuadrangulares de metal, con los
bordes redondeados, de manera que encajan en agujeros
en forma de cuadrado, y puede girar libremente dentro de
agujeros circulares. A la derecha uno de dos pulgadas.
La mayoría de las piezas relacionadas con el movimiento
son de color verde, casi todas funcionan dando vueltas
sobre un eje e impulsadas con un motor, las únicas
piezas capaces de generar movimiento por si mismas son
los motores y los servos, el movimiento se puede
transferir y transformar usando y piñones y cadenas,
llegando finalmente a las extremidades del robot y a las
llantas u orugas.
Todas estas piezas se anclan a la estructura, los motores
y servos se conectan por medio de cables al
microcontrolador, hay que tener cuidado de que no vayan
a ser mordidos por piñones o articulaciones.
El sistema de movimiento puede ser accionado por motores o por servos, no son iguales
motor con terminación de 2 Chip del motor controller servo con terminación de 3
Ambos, los motores y los servos se acoplan a la estructura con dos tornillos, el motor
puede girar libremente en ambas direcciones, se le puede acoplar un eje, se puede
conectar al microcontrolador en las ranuras 1 a la 10 o de 2 a la 9 si se conecta primero a

6. un motor controller, cuyo principal uso es actuar como extensión, el servo solo puede ser
conectado en las ranuras de la 2 a la 9, y solo puede girar dentro de un rango de 100o
, su
movimiento puede ser controlado con mucha precisión.
Elementos acoplables a los ejes:
Separadores y arandelas:
hay de distinto grosor, de
plástico y de metal, se usan
para crear espacio entre
láminas y otros elementos.
Collar de eje: se aprieta en
el eje, el pequeño tornillo se
llama tornillo de fijación, se
utiliza para mantener a un
punto del eje dentro de
límites entre láminas.
Apoyo plano: se utiliza
para ayudar al eje a
mantenerse perpendicular a
una lámina.
Cojinetes de eje: se utiliza
para mantener a los ejes en
un lugar específico respecto
a una lámina
Cople de eje: se usa para
unir sólidamente a dos ejes
linealmente, un clutch cede
Remache de apoyo plano:
se usa para unir un apoyo
plano a una lámina.
Engranajes o tuercas y cadenas:
Todas las tuercas deben estar colocadas en ejes que a su vez
deben estar girando ancladas a láminas, son de color verde y
poseen variedad de grosores y tamaños, para definir el nombre de
los engranajes diremos su grosor: 6mm o 12mm y el número de
dientes que posean, a las de 6mm se les conoce como “normales”
y a las de 12mm se les llaman “de alta resistencia”. La principal
función de los engranajes es transmitir y convertir el
movimiento siendo conectados mediante sus dientes unos a otros
Entre las tuercas encontraremos algunas con dientes rectos y otras con dientes curvos,
las primeras se utilizan para transmitir movimiento de turca a tuerca (engranajes de

7. transición) y las segundas para hacer girar cadenas (engranajes para cadenas), las
cadenas están formadas por pequeños segmentos que se acoplan entre sí, de manera
que se pueden armar cadenas de cualquier longitud, hay pernos que se utilizan para
hacer girar una cadena directamente con un eje y un motor, estos son más gruesos y de
color gris, dentro de los segmentos que forman las cadenas hay algunos de color gris,
otros verdes y con una lámina sobre ellos y otros grises con una lámina con una ranura
sobre ellos, en esta ranura se pueden insertar paletas que sirven para hacer que las
cadenas tengan adherencia sobre superficies, por último hay algunas piezas con forma de
pernos, negras y de pastico, cuya función es actuar como cepillos y recoger objetos.
Engranajes de transición o transmisión:
Poseen picos rectos y un agujero cuadrado en su centro, transmiten y transforman el
movimiento desde un motor o servo entre perno y perno, Se clasifican Según grosor y
número de picos:
De 6mm o “normales” De 12, 36, 60 y 84 dientes.
Las de 60 y 84 dientes tienen agujeros en los que se pueden atornillar otras piezas.
De 12mm o de “alta resistencia” De 12 (metálicas), 36, 60 y 84 dientes.
Las de 36, 60 y 84 dientes tienen agujeros en los que se pueden atornillar otras piezas.
El agujero del centro se puede reforzar con una pequeña pieza de metal.

8. Según se dispongan los pernos de diferente tamaño se pueden
encontrar combinaciones que provean más fuerza o más velocidad:
En la disposición que aparece en la imagen, si el motor se coloca en
el piñón pequeño, se obtiene más fuerza, si el motor se coloca en
el piñón grande se obtiene más velocidad, si se tienen dos piñones
de igual tamaño hay tanta velocidad como fuerza. Hay que tener en
cuenta que el sentido de rotación cambia cada par de piñones.
Engranajes para cadenas:
No son muy efectivas al usarlos como si fueran engranajes de transmisión. Poseen picos
curvos y un agujero cuadrado en su centro, los picos se enganchan entre cada una de las
pequeñas piezas que se unen articuladamente para formar las cadenas, Se clasifican
Según grosor y número de picos:
Las “normales” de 10, 15, 24, 40 y 48 picos.
Las de 40 y 48 picos tienen agujeros en los que se pueden atornillar otras piezas.
Las de “alta resistencia” de 6, 12, 18, 24 y 30 picos.
Las de 18, 24 y 30 picos tienen agujeros en los que se pueden atornillar otras piezas
Otros pernos:
Tornillo sin fin:
Permite el
desplazamiento
lineal o de
horizontal a vertical
Perno de tornillo
sin fin:
Encaja en la espiral
del tornillo sin fin

9. Cremallera: sobre estas se
pueden desplazar los pernos
de transmisión.
Perno perpendicular: Se unen
entre sí en un ángulo de 90o
Rodillo de ingesta:
Su función es empujar
objetos
Rodamientos
giratorios:
Permiten construir
articulaciones rotativas,
optimizando los
motores, y de una
manera más compacta
y resistente.
La forma de desplazamiento más utilizada en los diseños de los robots son las ruedas:
hay de diferentes tamaños y labrados. También están las llamadas ruedas
omnidireccionales y mecanum, también se utilizan las orugas:
Ruedas normales: Estas tienen rayos de plástico gris, en el centro tienen un agujero en
el que debe ser introducido un eje, el “neumático” es de color verde y este puede tener
labrado o ser liso, hay de distintos tamaños, el labrado influye en la adherencia de la
rueda con el piso, el tamaño influye en la aceleración y el tope máximo de velocidad.
Solo pueden girar en dos direcciones.
Las llantas más pequeñas aceleran más rápido pero su tope máximo de velocidad es
menor. Estas no poseen labrado. (En la imagen: pequeñas, medianas y grandes)
Las llantas más grandes aceleran más lento pero su tope máximo de velocidad es mayor.

10. Ruedas multidireccionales: Estas ruedas tienen rayos de plástico gris, en el centro
tienen un agujero en el que debe ser introducido un eje, realmente no poseen neumático,
poseen pequeños rodamientos verdes que giran independientemente, estos permiten
desplazarse al robot en cuadro direcciones (adelante, atrás, izquierda y derecha) hay
dos tipos:
Omnidireccional
Las ruedas
omnidireccionales
realizan tracción
hacia adelante y
atrás, y ser
empujadas sin
problemas hacia
los lados.
Las ruedas
mecanum pueden
realizar tracción
en las cuatro
direcciones.
Mecanum
Orugas:
la forma en que funcionan es similar a las
cadenas, hay pernos grises que tienen un
agujero cuadrado en su centro en donde se
introduce un eje que hace girar el sistema,
a este se enganchan las orugas, que están
formadas por pequeño segmentos que se
enganchan articuladamente entre sí, de
estos segmentos hay varios tipos: los
verdes o normales, los grises con un
recubrimiento adherente y los grises en los que se pueden colocar paletas. Finalmente
están los rodamientos de oruga, pequeñas piezas con llantas que se colocan para
estirar las orugas, aunque se les pueden dar muy variados usos, como servir apoyo.

11. Los segmentos están diseñados para ser unidos unos a
otros, hay de tres tipos verdes, grises y grises para
paletas, las grises poseen mayor tracción y en los grises
para paletas se pueden colocar paletas, existen cortas,
medianas y altas, estas se usan para empujar objetos.
Sensores
El sistema de sensores, le da al robot la habilidad de detectar distintos estímulos de su
entorno. Los sensores son como los “ojos y oídos” del robot, que le permiten al robot
funcionar sin intervención humana, es decir, sin ser manejados a control remoto.
Un sensor es un pequeño dispositivo capaz de recibir información del ambiente, así como
lo hacen los órganos de los sentidos. Para empezar hay que entender que existen dos
tipos de sensores: digitales y análogos.
Sensor digital: es un dispositivo que puede
adoptar únicamente dos valores de salida:
1 o 0, encendido o apagado, sí, o no. Los
estados de un sensor digital son absolutos
y únicos, y se usan donde se desea
verificar estados de "verdad" o "negación"
en un sistema automatizado, por ejemplo:
si un botón está presionado o no lo está.
Sensor análogo: es un dispositivo que percibe información del entorno y, como salida,
emite valores que pueden adoptar cualquier valor dentro de un rango, por ejemplo: la
temperatura, el color, la distancia.
Sensores digitales:
Bumper Switch o Botón Parachoques:
Determina si está siendo presionado o no, se utiliza
para que el robot sepa en qué momento se estrella
contra un muro, es de alta resistencia
No presionado= 0, Presionado= 1
Optical Shaft Encoder o Contador de revoluciones:
Determina los grados de giro de un eje, cada grado de
giro marca un 0 y un 1, sobre el tiempo transcurrido, con
él se puede determinar la velocidad, la distancia
recorrida por el robot y la dirección (adelante o atrás) del
desplazamiento.
Análogo= gris,blancoy negro
Digital = blancoo negro

12. Light sensor o Sensor de luz:
Determina si puede percibir luz o no, esto lo puede
hacer gracias a un pequeño filamento dentro del circulo
blanco en su parte superior, permite al robot saber si se
ha metido debajo de alguna sombra.
No percibe luz= 0, Percibe luz= 1
Limit Switch o Interruptor de límite:
Determina si está siendo presionado o no, se usa para
saber si las piezas han girado hacia algún punto
No presionado= 0, Presionado= 1
Sensores análogos:
Potentiometer o Potenciómetro:
Tiene un orificio cuadrado en el que se introduce un eje,
determina la posición exacta del eje, es decir su
inclinación en grados, soporta giros de más de 260o
,
también determina el sentido en que fue realizada la
rotación, se pueden acoplar a las láminas en ángulo.
Line Tracker o Seguidor de línea:
Detectan la opacidad del color, es decir, tonos negros,
grises y blancos, se suelen utilizar para que el robot
detecte una línea negra sobre un fondo negro y que la
siga, maneja valores de opacidad relacionados con
números.
Ultrasonic Range Finder o Sensor Ultrasónico:
Emite ondas de sonido, estas rebotan contra los objetos
y son nuevamente recibidas y analizadas para
determinar a qué distancia está el robot de una pared,
soporta valores de 4 cm a 292 cm, también permite
detectar obstáculos. Este es el mismo sistema usado
por murciélagos y submarinos para ubicarse.

13. Integrated Encoder Modules o Monitor de motor:
está diseñado para proporcionar información directa y
detallada de los motores del robot. Simplemente hay
que colocar la tapa de plástico en el motor e instalar el
codificador. Indica la dirección en que se está moviendo
el motor, la rapidez, y su distancia recorrida.
Es muy útil al momento de programar.
Energía, Control y Lógica
La pieza principal y la más importante del robot es el microcontrolador o cerebro, este
debe ser bien sujeto a la estructura, a este se conectan todos los motores y sensores, la
batería e inalámbricamente el control.
Bateria de 7.2V
.
El microcontrolador posee: un
interruptor encendido apagado, una
entrada usb para ser programado e
insertar las llaves de conexión
inalámbrica, una conexión para batería
de 7.2V, 8 entradas para sensores
análogos, 12 entradas para sensores
digitales, 10 entradas para motores,
entre otras
Baterias AAA NiMH

14. Los controles, muy parecidos a los de muchas consolas de videojuegos poseen 8
canales, un botón de encendido, una entrada usb para llaves inalámbricas y una entrada
para partner, es decir un segundo control, para manejar al robot con dos controles.