¿Cuáles son las partes principales de un robot?

1. Fuente de alimentación

1.1 Baterías

• Baterías de iones de litio: Estas se utilizan ampliamente en robots portátiles debido a su alta densidad de energía, larga vida útil y tasa de autodescarga relativamente baja. Por ejemplo, muchos robots de consumo como aspiradoras robóticas y drones dependen de baterías de iones de litio para su alimentación.

• Baterías de níquel-metal hidruro (NiMH): Las baterías NiMH ofrecen un buen equilibrio entre costo y rendimiento. A menudo se utilizan en robots de tamaño mediano donde se requiere una cantidad moderada de energía durante un período prolongado.

• Baterías de plomo-ácido: Aunque son más pesadas y menos densas en energía que las baterías de iones de litio y NiMH, las baterías de plomo-ácido todavía se utilizan en algunos robots industriales grandes debido a su bajo costo y capacidad para suministrar altas corrientes.

1.2 Fuente de alimentación externa

• Algunos robots, especialmente aquellos en entornos industriales fijos, están conectados a una fuente de alimentación externa. Esto asegura una fuente de alimentación continua y estable, eliminando la necesidad de recargar o reemplazar la batería. Por ejemplo, los brazos robóticos en las plantas de fabricación a menudo se alimentan de una red eléctrica externa.

2. Actuadores

2.1 Motores eléctricos

• Motores de CC: Los motores de corriente continua (CC) son actuadores simples y rentables que se utilizan comúnmente en robots de tamaño pequeño a mediano. Ofrecen un buen control de velocidad y son fáciles de conectar con microcontroladores. Por ejemplo, las ruedas de un coche robótico a menudo son impulsadas por motores de CC.

• Motores de CA: Los motores de corriente alterna (CA) son más adecuados para aplicaciones de alta potencia y se encuentran comúnmente en robots industriales grandes. Proporcionan un alto par y pueden funcionar a altas velocidades, lo que los hace ideales para tareas como levantar objetos pesados.

• Motores paso a paso: Los motores paso a paso se mueven en pasos discretos, lo que permite un control de posicionamiento preciso. Se utilizan ampliamente en aplicaciones donde se requiere un movimiento preciso, como impresoras 3D y máquinas CNC.

2.2 Actuadores neumáticos

• Los actuadores neumáticos utilizan aire comprimido para generar movimiento. Son conocidos por su alta relación fuerza-peso y tiempos de respuesta rápidos. Los cilindros neumáticos se utilizan comúnmente en robots industriales para tareas como agarrar y levantar objetos.

2.3 Actuadores hidráulicos

• Los actuadores hidráulicos utilizan fluido presurizado para producir movimiento lineal o rotatorio. Son capaces de generar fuerzas muy altas y, a menudo, se utilizan en robots industriales de servicio pesado, como los que se utilizan en la construcción y la minería.

3. Sensores

3.1 Sensores de proximidad

• Sensores infrarrojos (IR): Los sensores IR detectan la presencia de objetos emitiendo luz infrarroja y midiendo la luz reflejada. Se utilizan comúnmente en robots para evitar obstáculos y navegar. Por ejemplo, una aspiradora robótica utiliza sensores IR para detectar paredes y muebles.

• Sensores ultrasónicos: Los sensores ultrasónicos funcionan emitiendo ondas sonoras de alta frecuencia y midiendo el tiempo que tardan las ondas en rebotar en un objeto. Son útiles para medir distancias y detectar objetos en una amplia gama de entornos, incluidas áreas oscuras o polvorientas.

3.2 Sensores de visión

• Cámaras: Las cámaras son esenciales para los robots que necesitan percibir su entorno visualmente. Se pueden utilizar para tareas como el reconocimiento de objetos, el reconocimiento facial y la navegación. Por ejemplo, los drones autónomos utilizan cámaras para capturar imágenes del entorno circundante y tomar decisiones basadas en los datos visuales.

• Sensores lidar: Los sensores lidar (Light Detection and Ranging) utilizan haces láser para crear un mapa 3D del entorno. Se utilizan ampliamente en vehículos autónomos y robots para la navegación y la detección de obstáculos, proporcionando mediciones de distancia de alta precisión.

3.3 Sensores de fuerza y par

• Los sensores de fuerza y par miden la cantidad de fuerza o par aplicado al efector final o a las articulaciones de un robot. Son cruciales para tareas que requieren un control preciso de la fuerza, como las operaciones de montaje y la cirugía robótica. Por ejemplo, un brazo robótico utilizado en la fabricación puede utilizar sensores de fuerza para garantizar que aplica la cantidad correcta de fuerza al ensamblar componentes.

4. Controlador

4.1 Microcontroladores

• Los microcontroladores son circuitos integrados pequeños que contienen un procesador, memoria y puertos de entrada/salida (E/S). Son el "cerebro" de muchos robots de tamaño pequeño a mediano, responsables de procesar los datos de los sensores, tomar decisiones y controlar los actuadores. Por ejemplo, un microcontrolador Arduino se puede utilizar para controlar el movimiento de un brazo robótico simple.

4.2 Controladores lógicos programables (PLC)

• Los PLC son controladores de grado industrial diseñados para su uso en entornos hostiles. Se utilizan comúnmente en robots industriales a gran escala y sistemas de automatización, proporcionando un control confiable y en tiempo real. Los PLC se pueden programar para realizar secuencias complejas de operaciones y pueden comunicarse con otros dispositivos del sistema.

4.3 Controladores basados en computadora

• Para robots más avanzados, como vehículos autónomos y robots humanoides, a menudo se utilizan controladores basados en computadora. Estos controladores suelen consistir en una computadora de alto rendimiento con software especializado para la percepción, la planificación y el control. Pueden procesar grandes cantidades de datos de múltiples sensores y tomar decisiones complejas en tiempo real.

5. Efector final

5.1 Pinzas

• Pinzas de mordaza paralela: Las pinzas de mordaza paralela son el tipo de efector final más común utilizado en robots industriales. Consisten en dos mordazas que se mueven en paralelo para agarrar objetos de varias formas y tamaños.

• Pinzas de ventosa: Las pinzas de ventosa utilizan presión de vacío para adherirse a los objetos. Son adecuados para manipular superficies planas o lisas, como láminas de vidrio o componentes electrónicos.

5.2 Herramientas

• Dependiendo de la aplicación, los robots pueden estar equipados con varias herramientas como efectores finales. Por ejemplo, un brazo robótico utilizado en la soldadura puede tener una antorcha de soldadura como su efector final, mientras que un robot utilizado en la pintura puede tener un pulverizador de pintura.

6. Chasis o cuerpo

6.1 Estructura estructural

• El chasis o cuerpo de un robot proporciona el soporte estructural para todos los demás componentes. Debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar las fuerzas y los pares generados por los actuadores y el peso de la carga útil. En los robots industriales, el chasis a menudo está hecho de acero o aluminio por su resistencia y durabilidad.

6.2 Componentes de movilidad (para robots móviles)

• Ruedas: Las ruedas son el componente de movilidad más común para los robots terrestres. Vienen en varios tipos, como ruedas fijas, ruedas giratorias y omnirruedas, cada una de las cuales ofrece diferentes niveles de maniobrabilidad.

• Orugas: Las orugas se utilizan en robots que necesitan operar en terrenos accidentados o irregulares. Proporcionan una mejor tracción y estabilidad en comparación con las ruedas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones como robots militares y robots agrícolas.

• Piernas: Los robots con patas, como los robots humanoides y los robots cuadrúpedos, utilizan piernas para la locomoción. Las piernas permiten a los robots navegar por entornos complejos y realizar tareas que son difíciles para los robots con ruedas u orugas, como subir escaleras.

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