¿Qué motores están incluidos en el robot?

El movimiento del propio robot requiere el uso de motores. Hay una variedad de motores disponibles para aplicaciones robóticas. Cada tipo de motor tiene un propósito diferente. Los motores ayudan en el movimiento del robot y actúan como actuadores en el diseño mecánico del robot. Las aplicaciones robóticas pueden implicar los siguientes tipos de movimiento.:

1) Movimiento vertical: generalmente mediante rotación del hombro para mover parte del robot hacia arriba y hacia abajo.

2) Movimiento radial: mover parte del robot hacia adentro y hacia afuera

3) Movimiento de rotación: rotación en sentido horario o antihorario alrededor de un eje vertical u horizontal o alrededor de un plano en un marco 3D.

4) Movimiento de cabeceo: movimiento hacia arriba y hacia abajo mientras se gira

5) Movimiento de balanceo: rotación de una parte del robot sobre un eje paralelo con respecto al resto del cuerpo del robot.

6) Movimiento de guiñada: movimiento de rotación hacia la derecha o hacia la izquierda de una parte del robot.

7) Movimiento: el movimiento del robot sobre una superficie o medio.

Todos estos tipos de movimientos se logran con la ayuda de varios motores o bombas ensamblados con el tren de transmisión y los efectores finales. En este tutorial, se analizará el uso de motores para proporcionar el movimiento principal del robot o de sus componentes. Este tutorial examinará diferentes tipos de motores, sus aplicaciones, selección de motores y diseño de automóviles robóticos.

Tipo de motor

Hay muchos tipos de motores disponibles en la industria. Para aplicaciones robóticas se suele utilizar algún tipo de motor. Los motores comúnmente utilizados en aplicaciones de robótica se pueden dividir en las siguientes categorías:

• Motor AC

• Motor CC con escobillas

• Motor CC sin escobillas

• Motor CC con engranajes

• servo motor

• Motores paso a paso

Hoy presentaremos tres tipos de motores (motores de CA, motores de CC con escobillas, motores de CC sin escobillas)

Los motores de CA funcionan con corriente CA. Por lo general, se utilizan en aplicaciones de servicio pesado que requieren un par elevado (alta carga o capacidad de carga). Por eso estos motores se utilizan en líneas de montaje robóticas implementadas en células de fabricación. Los robots móviles suelen funcionar con una fuente de alimentación de CC (batería o serie de baterías), por lo que rara vez se utilizan motores de CA para dichos robots.

Motor de CC con escobillas:

Los motores de CC con escobillas utilizan escobillas para conducir corriente entre la fuente de alimentación y la armadura. Existen varias variantes de motores de CC con escobillas, pero en robótica se utilizan motores de CC de imanes permanentes. Estos motores son conocidos por su alta relación par-inercia. Los motores de CC con escobillas son capaces de entregar de tres a cuatro veces más par que su par nominal. Un motor de CC con escobillas consta de seis componentes diferentes: eje, conmutador, armadura, estator, imanes y escobillas.

Los motores de CC con escobillas tienen dos terminales. Cuando se aplica voltaje a ambos terminales, la velocidad proporcional se envía al eje del motor de CC con escobillas. Un motor de CC con escobillas consta de dos partes: el estator, que incluye la carcasa, los imanes permanentes y las escobillas, y el rotor, que consta del eje de salida, los devanados y el conmutador. Su estator permanece estacionario mientras el rotor gira con respecto al estator. El estator produce un campo magnético estacionario alrededor del rotor.

El rotor, también llamado armadura, consta de uno o más devanados. Cuando estos devanados se energizan, generan un campo magnético. Los polos de este campo del rotor son atraídos por los polos opuestos creados por el estator, lo que hace que el rotor gire. A medida que el motor gira, los devanados se energizan continuamente en diferentes secuencias para que los polos producidos por el rotor no excedan los producidos por el estator. Esta conmutación del campo magnético en los devanados del rotor se llama conmutación.

Motor CC sin escobillas:

Los motores de CC sin escobillas son similares en estructura a los motores de CC con escobillas, pero son impulsados ​​por un controlador de circuito cerrado y requieren un inversor o SMPS para obtener energía. Estos motores tienen imanes permanentes que fijan la armadura de forma giratoria. En comparación con los motores de CC con escobillas, tienen un controlador electrónico de circuito cerrado en lugar del conjunto del conmutador. Estos motores se utilizan normalmente en robots industriales que requieren un control preciso del movimiento y el posicionamiento. Sin embargo, estos motores son muy caros e implican estructuras y componentes electrónicos complejos.

Elegir motores para el robot.:

Para elegir el motor adecuado, se deben considerar muchos parámetros diferentes, como la carga que puede soportar un motor en particular, el par requerido para mover el robot sin sobrecargarlo, el número de revoluciones por minuto que realiza el motor bajo carga, etc.

Dado que existen muchos tipos de motores, se debe seleccionar uno según la aplicación. Por ejemplo, para hacer funcionar un brazo robótico, se suelen utilizar servos. Los robots con ruedas tienen un diseño simple y utilizan ruedas eléctricas para desplazarse por el suelo. Las ruedas también son más fáciles de diseñar y fabricar que las orugas o los estabilizadores. Existen algunos inconvenientes al usar ruedas, como sortear obstáculos o áreas de baja fricción que no son fáciles de usar.

Los motores más utilizados en este tipo de robots son los motores de CC. Los motores de CC proporcionan un alto par con alta eficiencia. Al aplicar un par en respuesta a una carga, un motor de CC se puede caracterizar por una curva de velocidad y par. Los motores de CC utilizados en robots aficionados suelen preferirse con tensiones nominales de 3, 6, 12 y 24 voltios. Si el voltaje aplicado por el motor es inferior al indicado en la hoja de datos, el par no podrá superar la fricción interna, principalmente de las escobillas. Además, si aplica al motor un voltaje superior al que soporta, puede calentarse y dañarse.

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