ACTUADORES

Un actuador es  aquel elemento mecánico que realiza un efecto físico “fuerza, velocidad , movimiento” . Los actuadores son dispositivos capaces de transmitir una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gases.  El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final.

Existen varios tipos de actuadores como son:

§  Electronicos

§  Hidráulicos

§  Neumáticos

§  Eléctricos

  






Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos  posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento. mientras que los eléctricos son económicos y son de fácil mantenimiento, los electrónicos presumen de excelente precisión   

PROTOCOLO USB

Bus universal serial es un protocolo de comunicación creado por varias empresas para unificar un tipo de intercomunicación de datos electrónicos entre periféricos y un ordenador.

El USB es un bus punto a punto de partida el PC, el destino es un periférico. No hay más que un único host (PC) en una arquitectura USB.

 Algunos periféricos incluyen un hub integrado, por ejemplo, el teclado USB, al que se le puede conectar un Mouse USB.

Los periféricos comparten la banda de paso del USB. El protocolo se basa en el llamado paso de testigo (token). El ordenador proporciona  al periférico seleccionado y seguidamente, éste le devuelve su respuesta.

Este bus permite la conexión y la des-conexión en cualquier momento sin necesidad de apagar el equipo.

A nivel eléctrico, el cable USB transfiere la señal y la alimentación

sobre 4 hilos.

A nivel de alimentación, el cable proporciona la tensión nominal

de 5 V. Es necesario definir correctamente el diámetro del hilo con

el fin de que no se produzca una caída de tensión demasiado

importante en el cable. Una resistencia de terminación instalada en

la línea de datos permite detectar el puerto y conocer su

configuración (1,5 o 12 Mbits/s).

A nivel de señal, se trata de un par trenzado con una impedancia

característica de 90 Ω La velocidad puede ser tanto de 12 Mbits/s

como de 1,5 Mbits/s. La sensibilidad del receptor puede ser de, al

menos, 200mV y debe poder admitir un buen factor de rechazo de

tensión en modo común. El reloj se transmite en el flow de datos, la

codificación es de tipo NRZI, existiendo un dispositivo que genera

un bit de relleno (bit stuffing) que garantiza que la frecuencia de

reloj permanezca constante. Cada paquete va precedido por un

campo de sincronismo.

Consumo

Cada sección puede proporcionar una determinada potencia máxima

siendo el PC el encargado de suministrar la energía. Además, el

periférico puede estar autoalimentado (self powered).

Control de consumo

El ordenador gestiona el consumo, teniendo capacidad de poner en

reposo (suspend) o en marcha a un periférico USB. En reposo, este

reduce su consumo (si puede),quedándose la parte USB funcional.

Esta gestión está orientada especialmente a los equipos portátiles.

La norma USB define 2 tipos de enlaces virtuales (pipe); stream y

message.

Stream Pipes: se trata de un flujo sin formato USB definido, esto significa que se puede enviar cualquier tipo de dato. Este tipo de pipe soporta las transferencias bulk, isocronas, y interrupt. Además tanto el host como el dispositivo USB pueden controlar  Message Pipes: este tipo de enlace virtual si tiene un formato USB definido y solo puede soportar la transferencia Control.

Cinematica de un robot

Considerando un manipulador en un espacio 3D conformado por brazos trasladables u orientables en el espacio, sobre una plataforma fija o móvil el mayor problema radica en conocer las posibles combinaciones posición/orientación de los brazos o/y la base del manipulador que se satisfacen las coordenadas del  actuador o  brazo final del sistema.

En la práctica esto es una problema que está determinado por las condiciones o espacios restringidos en el área de trabajo del manipulador, la forma de saber la orientación entre las partes móviles de robot es con sensores pero entre las partes móviles o actuador final y el eje de referencia o punto cero (suelo o plataforma fija) es más complicado.

         La forma en la que matemáticamente se obtienen estas coordenadas y posibles combinaciones tanto transnacionales como rotacionales dependiendo de la estructura del actuador está definida por la teoría Denavit Hartenberg, a continuación se comentara un caso dente esta teoría es usada.

Referencia:

A Robot Cinematic Calibration Technique

V. Niola, C. Rossi, S. Savino

Department of Ingegneria Meccanica per l’Energetica

Università di Napoli - “Federico II”

Via Claudio 21, 80125 Napoli

ITALY

Key words: Robot cinematic calibration, Vision system, Camera calibration

En esta publicación se encuentran las ecuaciones para la calibración del manipulador o brazo robótico y también para la calibración de la cámara por medio de la teoría Denavit Hartenberg y una serie de imágenes de la tele cámara.

En cuanto a la calibración de la toma cinematográfica, si para un brazo de 3 revolutas son necesarias 9 parámetros Denavit Hartenberg, entonces los parámetros desconocidos serán 19 10 para las cámaras y 9 para el brazo robot a fin de tener una ecuación generalizada y como para cada posición del robot se obtienen 4 ecuaciones, para 10 imágenes se obtendrán 40 ecuaciones.

           Se genera un  algoritmo para la calibración cinemática de un brazo robótico. La técnica utiliza las imágenes de una par de tele-cámaras para obtener una visión  múltiple.

         Utilizando las imágenes y las lecturas de los sensores entre los actuadores es posible obtener las ecuaciones completas de posición y orientación . Así mismo como obtener las ecuaciones de calibración del sistema tanto para el brazo como para la cámara.