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Robótica. Tipos de pinzas del manipulador.

El extremo del manipulador es la parte que el usuario o el robot usa para afectar algo en el medio ambiente, pero también se conoce como pinza ya que es una tarea muy común a ser llevada a cabo por la misma al ser colocada en un robot. Se la usa con frecuencia para levantar elementos peligrosos o sospechosos para que sean transportados por el robot, algunas pueden abrir cerraduras de puertas, y otras están diseñadas para transportar sólo productos muy específicos, como por ejemplos latas de cerveza. El cierre a mucha presión sobre el objeto y su aplastamiento en un gran problema con pinzas autónomas. Debe haber alguna manera de informar cuánta fuerza es suficiente para mantener al objeto sin soltarlo o aplastarlo. Aún para robots semiautónomos donde un humano controla el manipulador, el usar la pinza efectivamente es con frecuencia difícil. Por estas razones, el diseño de la pinza requiere tanto conocimiento como sea posible del rango de objetos que se espera que la misma maneje. Su masa, tamaño, forma,  fuerza, etc., deben ser tenidas en consideración. Algunos objetos requieren que las pinzas tengan muchas  mordazas, pero en la mayoría de los casos, las pinzas sólo tienen dos mordazas y esas son mostradas en las figuras siguientes.

Fig. 1 - Mordaza simple móvil de impulsión directa .

Fig. 2- Mordaza simple de impulsión directa a través de reductor de tornillo sinfin en ángulo recto.

Fig. 3 - Pinza movida por piñón y cremallera

Fig. 4 - Pinza de palanca recíproca

Hay varios tipos básicos de geometrías de pinzas. Los tipos más básicos tienen dos mordazas simples engranadas entre sí de manera que el giro de la base de una gira la otra. Esto contrae a las dos pinzas en conjunto. Las mordazas pueden ser movidas a través de un actuador lineal o pueden ser directamente montadas sobre el eje de la caja de reducción de un motor (ver figura 1), o comandadas mediante de un reductor en ángulo recto (ver figura 2) que coloca al motor mas alejado del camino de la pinza. Este y otros diseños similares tienen el inconveniente de que las mordazas están siempre en un ángulo entre sí, lo que tiende a empujar el objeto presionado fuera de las mordazas.

Fig. 5 - Pinza de accionamiento por actuador lineal directo.

Fig. 6 - Mordazas paralelas sobre deslizamientos lineales.

Una distribución de mordazas mas efectiva es la pinza de mordazas paralelas. Una posible distribución suma unos cuantos vínculos mas a los dos dedos básicos para formar una articulación de cuatro barras que mantiene las mordazas paralelas entre sí, facilitando la tarea a veces difícil de mantener el objeto presionado en la pinza hasta que se cierre. Otra manera de obtener movimiento paralelo es usar un actuador lineal para mover una o las dos mordazas directamente hacia la opuesta, o alejándolas entre sí. Estos gráficos son mostrados en las figuras 5 y 6.

Fig. 7 - Mordazas paralelas usando vínculos de cuatro barras

Fig. 8- Mordazas paralelas usando vínculos de cuatros barras y actuador lineal.

Fig. 9 - Mordaza paralela pasiva usando tirante transversal

Mordaza pasiva paralela usando un tirante transversal

Enlaces gemelos de cuatro barras son los componentes principales en este largo mecanismo que puede sujetar con una relación de fuerza de peso a agarre constante cualquier objeto que se adecue a su rango de pinzado. El largo mecanismo depende de un tirante transversal entre dos juegos de enlaces o segmentos para producir un movimiento igual y opuesto de los enlaces. Los enlaces verticales tienen extensiones con rebordes mordaza colocados en sus extremos, mientras que los segmentos transversales están tan proporcionados que sus rebordes mordaza se mueven en un recorrido inclinado de línea recta. El peso de la carga que está siendo levantada, por lo tanto, aprieta los rebordes contra la carga con una fuerza que es proporcional al peso del objeto e independiente de su tamaño.

Algunos robots están diseñados para llevar a cabo una tarea específica, para transportar una carga específica o aún para engancharse sobre alguna cosa específica. Instalando una manija específica o extremo de bola sobre el objeto simplifica la tarea de enganche usando este conector adaptado a esta aplicación. En muchos casos, una junta como esta puede ser usada independientemente de cualquier manipulador.

 

 

 

 

 

 

 
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