Un robot delta es un tipo de robot paralelo [2] que consta de tres brazos conectados a juntas universales en la base. La característica clave del diseño es el uso de paralelogramos en los brazos, lo que mantiene la orientación del efector final . [3] Por el contrario, una plataforma Stewart puede cambiar la orientación de su efector final. [3]
Los robots delta tienen un uso popular en la selección y el embalaje en fábricas porque pueden ser bastante rápidos y algunos pueden ejecutar hasta 300 selecciones por minuto. [4]
El robot delta (un robot de brazos paralelos) fue inventado a principios de la década de 1980 por un equipo de investigación dirigido por el profesor Reymond Clavel en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL, Suiza ). [5] Después de una visita a una chocolatería , un miembro del equipo quiso desarrollar un robot para colocar pralinés en sus paquetes. [6] El propósito de este nuevo tipo de robot era manipular objetos ligeros y pequeños a una velocidad muy alta, una necesidad industrial en ese momento.
En 1987, la empresa suiza Demaurex adquirió una licencia para el robot delta y comenzó la producción de robots delta para la industria del embalaje . En 1991, Reymond Clavel presentó su tesis doctoral 'Conception d'un robot parallèle rapide à 4 degrés de liberté', [7] y recibió el premio Golden Robot Award en 1999 por su trabajo y desarrollo del robot delta. También en 1999, ABB Flexible Automation comenzó a vender su robot delta, el FlexPicker. A finales de 1999, los robots delta también fueron vendidos por Sigpack Systems.
En 2017, investigadores del Laboratorio de Microrobótica de Harvard lo miniaturizaron con actuadores piezoeléctricos de 0,43 gramos para 15 mm x 15 mm x 20 mm, capaz de mover una carga útil de 1,3 g alrededor de un espacio de trabajo de 7 milímetros cúbicos con una precisión de 5 micrómetros, alcanzando velocidades de 0,45 m/s con aceleraciones de 215 m/s² y repitiendo patrones a 75 Hz. [8]
El robot delta es un robot paralelo , es decir, está formado por múltiples cadenas cinemáticas que conectan la base con el efector final. El robot también puede considerarse como una generalización espacial de un mecanismo articulado de cuatro barras . [9]
El concepto clave del robot delta es el uso de paralelogramos que restringen el movimiento de la plataforma final a la traslación pura, es decir, solo el movimiento en la dirección X, Y o Z sin rotación.
La base del robot está montada sobre el espacio de trabajo y todos los actuadores están ubicados sobre ella. Desde la base, se extienden tres brazos articulados intermedios. Los extremos de estos brazos están conectados a una pequeña plataforma triangular. El accionamiento de los enlaces de entrada moverá la plataforma triangular a lo largo de la dirección X, Y o Z. El accionamiento puede realizarse con actuadores lineales o rotacionales, con o sin reductores ( accionamiento directo ).
Como todos los actuadores están ubicados en la base, los brazos pueden estar hechos de un material compuesto ligero . Como resultado de esto, las partes móviles del robot delta tienen una inercia pequeña . Esto permite velocidades muy altas y aceleraciones elevadas . Tener todos los brazos conectados entre sí al efector final aumenta la rigidez del robot, pero reduce su volumen de trabajo.
La versión desarrollada por Reymond Clavel tiene cuatro grados de libertad : [7] tres traslaciones y una rotación. En este caso, una cuarta pata se extiende desde la base hasta el centro de la plataforma triangular, lo que le otorga al efector final un cuarto grado de libertad rotacional alrededor del eje vertical.
Actualmente se han desarrollado otras versiones del robot delta:
La mayoría de los robots delta utilizan actuadores rotatorios. Recientemente se han utilizado actuadores lineales verticales (utilizando un diseño delta lineal) para producir un diseño novedoso de impresora 3D . [13] [14] Estos ofrecen ventajas sobre las impresoras 3D convencionales basadas en husillos de avance, ya que permiten un acceso más rápido a un mayor volumen de construcción con una inversión comparable en hardware.
Las industrias que aprovechan la alta velocidad de los robots delta son la industria alimentaria, farmacéutica y electrónica. [16] [17] Por su rigidez también se utiliza para cirugía, en concreto, el Surgiscope es un robot delta utilizado como sistema portamicroscopios. [18]
La estructura de un robot delta también se puede utilizar para crear controladores hápticos . [19] Más recientemente, la tecnología se ha adaptado a las impresoras 3D . [20]
