Sabemos que los robots son dispositivos electromecánicos avanzados y altamente inteligentes que pueden realizar una serie de tareas diarias. Este dispositivo es capaz de responder a su entorno y realizar acciones para lograr una tarea específica. Los robots están hechos con diferentes componentes, pero uno de los componentes importantes es el actuador. En general, los actuadores se utilizan en casi todas las máquinas que nos rodean, como sistemas de control de acceso electrónico, vibradores de teléfonos móviles, electrodomésticos, vehículos, robots y dispositivos industriales. Los ejemplos generales de actuadores son; motor electrico , tornillos niveladores, motores paso a paso, estimuladores musculares dentro de robots y muchos más. Este artículo proporciona información breve sobre un actuador de robot – trabajar con aplicaciones.
¿Qué es un actuador de robot?
Un actuador que se utiliza en robots para hacer que las ruedas del robot giren o las articulaciones del brazo del robot giren o para abrir/cerrar la pinza del robot se conoce como actuador de robot. Hay diferentes tipos de actuadores robóticos disponibles según la carga involucrada. Generalmente, la carga está asociada con diferentes factores como torque, fuerza, precisión, velocidad de operación, consumo de energía y precisión. El principio de funcionamiento de un actuador de robot es cambiar la energía en movimiento físico y la mayoría de los actuadores generan movimiento lineal o giratorio.
Tipos de actuadores robóticos
Los actuadores robóticos se clasifican en dos tipos según los requisitos de movimiento, como el movimiento lineal y el movimiento de rotación.
Para movimiento lineal:
Hay dos tipos de actuadores utilizados en robots para la actividad de movimiento lineal que son; actuadores lineales y actuadores de solenoide.
Actuadores lineales
Los actuadores lineales en robótica se utilizan para empujar o tirar del robot, como avanzar o retroceder y extender el brazo. El extremo activo de este actuador simplemente se conecta al brazo de palanca del robot para activar dicho movimiento. Estos actuadores se utilizan en una serie de aplicaciones en la industria de la robótica.
Actuadores de solenoide
Los actuadores de solenoide son actuadores lineales de propósito especial que incluyen un pestillo de solenoide que funciona con actividad electromagnética. Estos actuadores se utilizan principalmente para controlar el movimiento del robot y también realizan diferentes actividades, como arranque y marcha atrás, pestillo, pulsador, etc. Los solenoides se utilizan normalmente en las aplicaciones de pestillos, válvulas, cerraduras y pulsadores que son controlado normalmente por un microcontrolador externo.
Para movimiento de rotación:
Hay tres tipos de actuadores utilizados en robots para la actividad de movimiento rotacional que son; Motor de CC, servomotor y motor paso a paso.
Actuadores de motor de CC
Los actuadores de motor de CC se utilizan generalmente para girar el movimiento robótico. Estos actuadores están disponibles en diferentes tamaños con capacidad de generación de torque. Por lo tanto, se puede utilizar para cambiar la velocidad durante los movimientos giratorios. Mediante el uso de estos actuadores, se realizan diferentes actividades como la perforación robótica y el movimiento del tren de transmisión robótico.
Servoactuadores
Los actuadores de servomotor en robótica se utilizan principalmente para controlar y monitorear el movimiento giratorio. Estos son motores DC muy superiores que permiten 360 grados de rotación, pero la revolución continua no es obligatoria. Este actuador simplemente permite detenerse durante un movimiento giratorio. Mediante el uso de este actuador, se realiza la actividad como recoger y colocar . Para saber cómo un Robot Pick N Place funciona pincha en el enlace.
Actuadores de motor paso a paso
Los actuadores de motor paso a paso son útiles para contribuir a las actividades de rotación repetitivas dentro de los robots. Por lo tanto, estos tipos de actuadores son una combinación de actuadores de CC y servomotores. Estos actuadores de motor paso a paso se utilizan en robots de automatización donde es necesaria la repetibilidad de la actividad.
Diseño de actuador de robot
Sabemos que existen diferentes tipos de actuadores utilizados en robots. Aquí vamos a discutir cómo diseñar un actuador lineal que se usa en robótica para cambiar el movimiento de rotación a un movimiento lineal de tracción/empuje. Entonces, este movimiento se puede usar para deslizar, dejar caer, inclinar o levantar materiales o máquinas. Estos actuadores proporcionan un control de movimiento limpio y seguro que es muy eficiente y no necesita mantenimiento.
Energía
La primera consideración al diseñar un actuador de robot es la potencia. Para obtener potencia mecánica de salida, es imprescindible tener potencia de entrada. Por lo tanto, la cantidad de potencia mecánica de salida puede definirse por la carga o fuerza a mover.
Ciclo de trabajo
El ciclo de trabajo se puede definir como la frecuencia con la que funcionará el actuador y la cantidad de tiempo que usará. El ciclo de trabajo está determinado por la temperatura del actuador cuando está en movimiento, ya que se pierde energía a través del calor.
Cuando todos los actuadores no son iguales, entonces hay una diferencia dentro de sus ciclos de trabajo. Un factor más es la carga, que es particularmente cierto en los motores de CC, mientras que otros factores que pueden determinar el ciclo de trabajo son las características de carga, la antigüedad y la temperatura ambiente.
Eficiencia
La eficiencia del actuador simplemente ayuda a comprender cómo funcionará mientras está en funcionamiento. Entonces, la eficiencia del actuador se encuentra separando la energía mecánica generada por la energía eléctrica.
Vida útil del actuador
Hay muchos factores que prolongarán la vida útil del actuador: permanecer en el ciclo de trabajo nominal, reducir la carga lateral y permanecer en el voltaje, la fuerza y los entornos extremos recomendados.
Laboral
Los actuadores de robot están diseñados principalmente para ser fáciles de usar y eficientes. El diseño de un actuador de robot lineal es el plano inclinado que comienza con un tornillo de avance roscado. Este tornillo proporciona una rampa para generar fuerza que funciona junto con una mayor distancia para mover cualquier carga. El objetivo principal del diseño del actuador del robot es proporcionar un movimiento de tracción/empuje. Entonces, la energía requerida para proporcionar el movimiento es manual o cualquier fuente de energía como electricidad, fluido o aire. Estos actuadores generalmente se mueven Asientos de automóvil hacia adelante y hacia atrás, puertas automáticas abiertas, unidades de disco de computadora que se abren y cierran.
Falla del actuador del robot
La falla del actuador del robot ocurre principalmente debido a muchas razones. Por lo tanto, estos actuadores pueden experimentar diferentes fallas, como juntas atascadas o juntas bloqueadas que giran libremente y pérdida total o parcial de la eficiencia de actuación. Por lo tanto, estas fallas afectarán el comportamiento del robot si el controlador del robot no ha sido diseñado con suficiente tolerancia a fallas.
¿Cómo elegir un actuador para su robot?
Los actuadores de robot se utilizan para diferentes propósitos, por lo que hay muchos aspectos a considerar al seleccionar actuadores como
Propósito y funcionalidad prevista
El tipo de actuador necesario para una aplicación específica depende principalmente del propósito de un robot, así como de la funcionalidad prevista.
Requisitos y restricciones físicas
Siempre que se decida usar el tipo de actuador, los desarrolladores deben observar los requisitos y limitaciones físicas. Debido a que el peso y el tamaño físico del actuador juegan un papel clave al colocar el actuador en el robot, de lo contrario, un actuador pesado en un brazo robótico pequeño puede hacer que el brazo falle por su propio peso.
Poder de Fuerza
En función de su uso particular, los desarrolladores deben garantizar la fuerza y la potencia de un actuador específico para realizar la tarea.
Protocolo de comunicación
El protocolo de comunicación también debe tenerse en cuenta al seleccionar un actuador para el robot. Muchos actuadores simplemente admiten comunicaciones con PWM (modulación de ancho de pulso) mientras que algunos actuadores admiten comunicaciones en serie.
Espacio de montaje y opciones
Los desarrolladores deben verificar el espacio de montaje que se puede obtener dentro o sobre el robot y las opciones de montaje proporcionadas por el propio actuador. Porque algunos tipos de actuadores están disponibles con hardware de montaje separado que le permite montar la unidad en diferentes orientaciones, mientras que otros están disponibles con puntos de montaje integrados, que se instalan en una posición y orientación particulares.
Ventajas
Ventaja del actuador del robot s incluyen lo siguiente.
- Menos costo
- Su mantenimiento es fácil.
- Estos son precisos.
- Fácil de controlar.
- La eficiencia de conversión de energía es alta.
- Seguro y simple de operar
- Menos ruido.
- Estos son muy limpios y menos contaminantes para la atmósfera.
- Estos son muy fáciles de mantener.
Desventajas del actuador del robot Incluya lo siguiente.
- Sobrecalentamiento en condiciones fijas.
- Necesita especial seguridad dentro de ambientes inflamables.
- Necesita un buen mantenimiento.
- La fuga de líquido creará problemas ecológicos.
- Ruidoso y escandaloso.
- Falta de controles de precisión.
- Estos son muy sensibles a las vibraciones.
Aplicaciones de actuadores robóticos
Las aplicaciones de los actuadores de robot incluyen las siguientes.
- El actuador es un componente muy importante en robótica que cambia la energía externa en movimiento físico dependiendo de las señales de control.
- Los actuadores eléctricos en robótica se utilizan para cambiar la energía eléctrica en movimiento rotatorio o lineal.
- Los actuadores generan fuerzas que los robots usan para moverse ellos mismos y otros objetos.
- Los actuadores están asociados con robótica, dispositivos o brazos protésicos que necesitan moverse y doblarse.
- Los actuadores lineales dentro de la robótica cambian la energía eléctrica en movimiento lineal.
- Un actuador es responsable de controlar y mover un sistema o mecanismo.
Por lo tanto, todo esto se trata de un robot. actuador - trabajando con aplicaciones. El actuador dentro de un robot es un componente esencial que funciona como la articulación para que el robot mueva el robot, gire, suba y baje el brazo y cambie la energía en movimientos mecánicos. . La fuente de energía más común para accionar los actuadores es la electricidad; sin embargo, también se puede utilizar energía neumática e hidráulica. Por lo tanto, algunos actuadores hidráulicos únicos se utilizan para generar alta potencia y son resistentes a los golpes. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los diferentes componentes que se utilizan en los robots?
