Un brazo robótico es un tipo de brazo mecánico , generalmente programable , con funciones similares a las de un brazo humano ; el brazo puede ser la suma total del mecanismo o puede ser parte de un robot más complejo . Los eslabones de dicho manipulador están conectados por articulaciones que permiten un movimiento de rotación (como en un robot articulado ) o un desplazamiento traslacional (lineal). [1] [2] Se puede considerar que los eslabones del manipulador forman una cadena cinemática . El extremo de la cadena cinemática del manipulador se denomina efector final y es análogo a la mano humana . Sin embargo, el término "mano robótica" como sinónimo del brazo robótico a menudo se proscribe .
Tipos
Robot cartesiano / Robot de pórtico : Se utiliza para trabajos de pick and place , aplicación de sellante, operaciones de montaje, manipulación de máquinas herramienta y soldadura por arco. Es un robot cuyo brazo tiene tres articulaciones prismáticas, cuyos ejes son coincidentes con un coordinador cartesiano.
Robot colaborativo / Cobot : Las aplicaciones de cobots contrastan con las aplicaciones de robots industriales tradicionales en las que los robots están aislados del contacto humano. Los cobots tienen una gran variedad de aplicaciones, como: aplicaciones comerciales, investigación robótica, dispensación, manipulación de materiales, ensamblaje, acabado e inspección de calidad. La seguridad de los cobots puede depender de materiales de construcción livianos, bordes redondeados y la limitación inherente de velocidad y fuerza, o de sensores y software que garantizan un comportamiento seguro.
Robot cilíndrico : Se utiliza para operaciones de ensamblaje, manipulación en máquinas herramienta, soldadura por puntos y manipulación en máquinas de fundición a presión. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas cilíndrico.
Robot esférico / Robot polar : Se utiliza para manipular máquinas herramienta, soldadura por puntos, fundición a presión, desbarbadoras, soldadura a gas y soldadura por arco. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas polares. [3]
Robot SCARA : Se utiliza para trabajos de pick and place, aplicación de sellador, operaciones de montaje y manipulación de máquinas herramienta. Este robot cuenta con dos juntas giratorias paralelas para proporcionar flexibilidad en un plano.
Robot articulado : Se utiliza para operaciones de ensamblaje, fundición a presión, desbarbado, soldadura a gas, soldadura por arco y pintura por pulverización. Es un robot cuyo brazo tiene al menos tres articulaciones giratorias.
Robot paralelo : Uno de sus usos es el de plataforma móvil para el manejo de simuladores de vuelo en cabina. Se trata de un robot cuyos brazos tienen articulaciones prismáticas o rotatorias concurrentes.
Robot antropomórfico : Tiene una forma que se asemeja a una mano humana, es decir, con dedos y pulgares independientes.
Los rovers Curiosity y Perseverance en el planeta Marte también utilizan brazos robóticos . [7] [8] [9] [10] Además, Perseverance tiene un brazo de almacenamiento de muestras más pequeño oculto dentro de su cuerpo debajo del rover en su conjunto de almacenamiento.
TAGSAM es un brazo robótico para recoger una muestra de un pequeño asteroide en el espacio en la nave espacial OSIRIS-REx . [11]
El módulo de aterrizaje marciano InSight de 2018 tiene un brazo robótico llamado IDA, una cámara, un gancho y se utiliza para mover instrumentos especiales. [12]
Animación del sismómetro del módulo de aterrizaje InSight que se levanta del platillo mediante su brazo robótico y se coloca en la superficie de Marte.
Brazos robóticos de bajo coste
En la década de 2010, la disponibilidad de brazos robóticos de bajo costo aumentó sustancialmente. Aunque estos brazos robóticos se comercializan principalmente como dispositivos educativos o de pasatiempo, se han propuesto aplicaciones en la automatización de laboratorios , como su uso como muestreadores automáticos . [13] [14]
Un brazo robótico en serie puede describirse como una cadena de eslabones que se mueven mediante articulaciones que son accionadas por motores. Un efector final , también llamado mano robótica, se puede unir al extremo de la cadena. Como otros mecanismos robóticos, los brazos robóticos se clasifican típicamente en términos de la cantidad de grados de libertad . Por lo general, la cantidad de grados de libertad es igual a la cantidad de articulaciones que mueven los eslabones del brazo robótico. Se requieren al menos seis grados de libertad para permitir que la mano robótica alcance una pose arbitraria (posición y orientación) en el espacio tridimensional. Los grados de libertad adicionales permiten cambiar la configuración de algún eslabón en el brazo (por ejemplo, codo arriba/abajo), mientras se mantiene la mano robótica en la misma pose. La cinemática inversa es el proceso matemático para calcular la configuración de un brazo, típicamente en términos de ángulos de articulación, dada una pose deseada de la mano robótica en el espacio tridimensional.
El Canadarm se lanza hacia una nave espacial de reabastecimiento espacial en órbita terrestre.
Manos robóticas
Mano robótica
El efector final, o mano robótica, puede diseñarse para realizar cualquier tarea deseada, como soldar, sujetar, girar, etc., según la aplicación. Por ejemplo, los brazos robóticos en las líneas de montaje de automóviles realizan una variedad de tareas, como soldar y rotar y colocar piezas durante el montaje. En algunas circunstancias, se desea una emulación cercana de la mano humana, como en los robots diseñados para realizar el desarme y la eliminación de bombas . [15]
Véase también
Scholia tiene un perfil de tema para Brazo robótico .
^ "Documento sobre robótica espacial, pág. 9" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2017-11-16 . Consultado el 2007-04-09 .
^ "Robots polares: tipos, aplicaciones y ventajas". 28 de mayo de 2023.
^ "Brazo robótico y visión artificial". YouTube . Archivado desde el original el 15 de diciembre de 2021 . Consultado el 29 de julio de 2016 .
^ "Brazo robótico de código abierto MeArm (archivos fuente)" . Consultado el 21 de junio de 2016 .
^ IEEE Xplore: El Canadarm agarra este brazo y puede colocarlo en las posiciones necesarias para permitir una inspección completa.
^ "Curiosity Rover - Brazo y mano". JPL . NASA . Consultado el 21 de agosto de 2012 .
^ Jandura, Louise. "Adquisición de muestras, procesamiento y manejo de muestras en el Laboratorio Científico de Marte: desafíos de diseño y prueba de subsistemas" (PDF) . JPL . NASA . Consultado el 21 de agosto de 2012 .
^ "Curiosity estira su brazo". JPL . NASA. 21 de agosto de 2012. Archivado desde el original el 22 de agosto de 2012 . Consultado el 21 de agosto de 2012 .
^ Billing, Rius; Fleischner, Richard (2011). "Brazo robótico del Laboratorio Científico de Marte" (PDF) . 15.º Simposio Europeo de Mecanismos Espaciales y Tribología 2011. Consultado el 21 de agosto de 2012 .
^ Hille, Karl (16 de noviembre de 2018). «OSIRIS-REx está preparado para marcar un asteroide». NASA . Consultado el 15 de diciembre de 2018 .
^ "Acerca de la sonda | Nave espacial".
^ Carvalho, Matheus C.; Eyre, Bradley D. (1 de diciembre de 2013). "Un muestreador automático de líquidos de bajo costo, fácil de construir, portátil y universal". Métodos en Oceanografía . 8 : 23–32. Bibcode :2013MetOc...8...23C. doi :10.1016/j.mio.2014.06.001.
^ McMorran, Darren; Chung, Dwayne Chung Kim; Li, Jonathan; Muradoglu, Murat; Liew, Oi Wah; Ng, Tuck Wah (16 de febrero de 2016). "Adaptación de un brazo robótico articulado de bajo costo y selectivo para evitar derrames". Journal of Laboratory Automation . 21 (6): 799–805. doi : 10.1177/2211068216630742 . ISSN 2211-0682. PMID 26882923.
^ Staff (Sandia National Labs) (16 de agosto de 2012), "Una mano robótica realista y rentable puede desactivar los IED", R&D Magazine , rdmag.com , consultado el 13 de septiembre de 2012
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