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http://www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo.shtml

SISTEMAS DE POLEAS

Una polea es una rueda que tiene un ranura o acanaladura en su periferia, que gira alrededor de un eje que pasa por su centro. Esta ranura sirve para que, a través de ella, pase una cuerda que permite vencer una carga o resistencia R, atada a uno de sus extremos, ejerciendo una potencia o fuerza F, en el otro extremo. De este modo podemos elevar pesos de forma cómoda e, incluso, con menor esfuerzo, hasta cierta altura. Es un sistema de transmisión lineal puesto que resistencia y potencia poseen tal movimiento.

Podemos distinguir tres tipos básicos de poleas:

Polea fija: Como su nombre indica, consiste en una sola polea que está fija a algún lugar. Con ella no se gana en Fuerza, pero se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de cargas al tirar hacia abajo en vez de para arriba, entre otros motivos porque nos podemos ayudar de nuestro propio peso para efectuar el esfuerzo. La fuerza que tenemos que hacer es igual al peso que tenemos que levantar (no hay ventaja mecánica) F=R. Así, por ejemplo, si deseo elevar una carga de 40 kg de peso, debo ejercer una fuerza en el otro extremo de la cuerda de, igualmente, 40 kg.

Polea móvil: Es un conjunto de dos poleas, una de las cuales es fija, mientras que la otra es móvil. La polea móvil dispone de un sistema armadura-gancho que le permite arrastrar la carga consigo al tirar de la cuerda. La principal ventaja de este sistema de poleas es que el esfuerzo que se emplea para elevar la carga representa la mitad del que haría si emplease una polea fija. Así, por ejemplo, si quisiera elevar una carga de 40 kg de peso, basta con ejercer una fuerza de tan sólo 20 kg.

Esto supone que la cuerda que emplee para este mecanismo pueden ser la mitad de resistentes que en el caso anterior. Sin embargo, presenta una desventaja: El recorrido que debe hacer la cuerda para elevar la carga una altura determinada (h) debe ser el doble de la altura buscada (2h).

Aunque consta de dos poleas, en realidad se puede construir este mecanismo con una sola polea (observa la imagen de la derecha). Para ello se debe fijar un extremo de la cuerda, la carga a la polea y tirar de la cuerda de forma ascendente. Precisamente, este es la desventaja, mientras que en el caso de emplear dos poleas, este problema desaparece.

Sistemas de poleas compuestas: Existen sistemas con múltiples de poleas que pretenden obtener una gran ventaja mecánica, es decir, elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo. Estos sistemas de poleas son diversos, aunque tienen algo en común, en cualquier caso se agrupan en grupos de poleas fijas y móviles: destacan los polipastos:

Polipasto: Este mecanismo está formado por grupos de poleas fijas y móviles, cada uno de ellos formado a su vez por un conjunto de poleas de diámetro decreciente y ejes paralelos entre sí que se montan sobre la misma armadura, de modo que existe el mismo número de poleas fijas que móviles.

Polipasto: Este mecanismo está formado por grupos de poleas fijas y móviles, cada uno de ellos formado a su vez por un conjunto de poleas de diámetro decreciente y ejes paralelos entre sí que se montan sobre la misma armadura, de modo que existe el mismo número de poleas fijas que móviles.

El extremo de la cuerda se sujeta al gancho de la armadura fija y se pasa alternativamente por las ranuras de las poleas —de menor a mayor diámetro en el caso del polispasto— comenzando por la del grupo móvil y terminando en la polea fija mayor o extrema donde quedará libre el tramo de cuerda del que se tira. La expresión que nos indica el esfuerzo que se debe realizar para vencer una carga (o resistencia) es las siguiente:

siendo n el número de poleas fijas del polipasto. Así, por ejemplo, si disponemos de un polipasto de tres poleas móviles, el esfuerzo que debo realizar para elevar una carga es seis veces menor (2n = 2·3 =6). Suponiendo que la carga sea, por poner un ejemplo, de 60 kg… el esfuerzo que deberíamos efectuar en este caso es de 10 kg.

Otro modelo de polipasto es aquel que emplea dos ramales distintos paralelos y a distinta altura en los que se alojan las poleas. En el ramal superior se sitúan las poleas fijas y en el de abajo las poleas móviles, conjuntamente con la carga.

Por último, es importante señalar que en este tipo de sistema, al igual que la polea móvil, debemos hacer un mayor recorrido con la cuerda; mayor recorrido cuanto mayor es el número de poleas.

SENSORES

Los sensores son un componente crucial a cualquier máquina que se denomine un robot. Los sensores entregan información sobre el robot y el ambiente en el cual está interactuando, al computador (cerebro) del robot. El programa computacional del robot decide que hacer basándose en esa información y en sus propias instrucciones de tareas de alto nivel. En el kit MindStorms NXT encontrarás hasta 4 tipos de sensores.

• Sensor de contacto: dispone de un interruptor que al ser presionado envia una señal al NXT. Este sensor es útil para detectar obstáculos.

• Sensor de ultrasonido: al igual que los murciélagos, este sensor emite un ultrasonido imperceptible para el oido humano, que hace rebotar en los objetos más proximos y con el cuál calcula la proximidad de los mismos.

• Sensor de Luz: se utiliza para sensar la luz ambiente o para medir el rebote de su propia luz como por ejemplo contra el piso. Tambien se lo utiliza para sensar colores en un piso ya que cada color emite un reflejo diferente.

• Sensor de sonido: se lo utiliza para reaccionar a sonidos del ambiente. Por ejemplo para que accione sus motores cuando percibe un aplauso.

CUALES SON LAS PARTES DE UN ROBOT?

Qué partes componen un robot

• La estructura: Es el esqueleto o chasis del robot. Le da forma y sostiene al resto de las partes.

• Los mecanismos: Son los elementos que permiten transmitir el movimiento entre sus partes. Los movimientos de giro, de desplazamiento.

Por ejemplo los engranajes, las poleas, las correas, las ruedas, etc.

• Las fuentes de energía: Aquí podemos distinguir la energía eléctrica, como las baterías, y la energía mecánica, que es entregada al robot por el motor.

El motor convierte energía eléctrica en energía mecánica

• Los elementos de control: Son los elementos que permiten controlar las acciones del robot, existen diferentes modelos.

• Los sensores: Son lo elementos que le entregan información al robot para que éste pueda conocer la situación exterior.

Por ejemplo sensores de tacto, de luz, de temperatura, etc.

• La programación: El programa (software) le indica al elemento de control que debe hacer.

TIPO DE ROBOT

Tipos de Robots:

• Robots Inteligentes: son manipuladores o sistemas mecánicos multifuncionales controlados por computadores capaces de relacionarse con su entorno o a través de sensores y tomar decisiones en tiempo real. Concepto de “Inteligencia Artificial”. 

• Robots con control por Computador: similares a los anteriores pero carecen de la capacidad de relacionarse con el entorno que les rodea. 

• Robots de Aprendizaje: se limitan a repetir una secuencia de movimientos realizada con la intervención de un operador y luego lo memorizan todo. También se denominan Robots de Macro. 

• Robots Manipuladores: son sistemas mecánicos multifuncionales cuyo sencillo sistema de control permite gobernar el movimiento de sus elementos de las formas siguientes: 

Manual: el operador lo controla directamente.

De Secuencia Variable: es posible alterar algunas de las características de los ciclos de trabajo.

Sin Servocontrol: el programa que controla el movimiento de los diferentes componentes del robot se realiza en un posicionamiento punto a punto en el espacio. 

Con Servocontrol: este tipo de control permite dos formas de trabajo diferentes: 

Gobierno de los movimientos de los elementos del robot en función de sus ejes. Los desplazamientos pueden realizarse punto a punto o con trayectoria continua.

Los movimientos se establecen en función de la posición respecto a los ejes de coordenadas (x,y,z) y de la orientación de la mano o herramienta del robot.

PARA QUE SIRVE LA ROBOTICA

Para que sirven los robots?

En la actualidad, los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados puesto que realizan tareas con más precisión que los humanos y con menor costo también. Se utilizan con mucha frecuencia en tareas que son peligrosas, sucias y tediosas para los humanos, como la búsqueda y rescate de personas, así como para localizar bombas en zonas de guerra o en las ciudades.

En el sector industrial se usan los robots en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, en cirugía, armamento, laboratorios de investigación y en la producción masiva de bienes industriales de consumo.

En laboratorios de investigación, recientemente científicos de la Universidad de Aberystwyth, en Gales, logró crear al colega perfecto, un robot “con conocimiento científico” capaz de realizar cientos de experimentos repetitivos sin aburrirse.

El robot, llamado Adam, es la primera máquina que logra descubrir de manera independiente nueva información científica, identificando el papel de varios genes en células de levadura y además es capaz de planificar más experimentos con sus propias hipótesis.

En medicina, aunque en esta área ya hay varias aplicaciones, como la gran cantidad de robots quirúrgicos aplicados a la Urología, Ginecología, Cirugía, Pediátrica, General y Torácica. Y como aquellos usados en procedimientos de cirugía poco invasiva, También los hay de aquellos que se utilizan en los laboratorios en el transporte de muestras biológicas y químicas.

Recientemente, en abril de 2009, científicos belgas crearon y presentaron un robot forrado de peluche destinado a ayudar a curar a niños hospitalizados. Este robot fue inventado por científicos belgas y el objetivo de sus creadores es que los niños establezcan un puente emocional con él para ayudar a su curación. “Probo” es el nombre del robot y está preparado para desplazarse, hablar, reconocer las expresiones del rostro de sus interlocutores, interpretar las emociones y reaccionar en consonancia.

En el cuidado de personas, se trata de una aplicación muy reciente pero de mucha demanda en países con escasez de mano de obra, como China y Japón que por sus propias tradiciones culturales -el cuidado de los ancianos no se deja en instituciones, como asilos, sino en su propia casa-, resultarían de mucha utilidad en esas sociedades.

De acuerdo a cifras del gobierno Chino,160 millones de personas son mayores de 60 años, lo que requiere de un enorme contingente de personal que se haga cargo del cuidado de los ancianos. Pero como tal número de asistentes sociales no estaría disponible en el país, el gobierno ha estado apoyando iniciativas tendientes a resolver este problema impulsando proyectos de desarrollo de robots que se transformen en los “ayudantes de cámara” de estos ancianos y les puedan llevar comida y medicinas, hacer sonar las alarmas en caso de que en la casa haya escapes de agua o de gas, mandar mensajes de texto o vídeo a familia y amigos e incluso cantar canciones o jugar al ajedrez. Estos robots estarían disponibles a los adultos mayores en dos o tres años más.

En exploración, es donde los robots están reemplazando a los humanos, especialmente en la exploración del fondo oceánico y en exploración espacial. Para esas tareas se suele recurrir a robots del tipo artrópodo.

En educación, se trata de un humanoide que puede expresar emociones de alegría, disgusto, enojo y tristeza. Es de origen japonés y esperan que pueda reemplazar, en diez años, a los cirujanos de guerra

Saya es el primer robot profesor. Su creador, el científico Hiroshi Kobayashi, trabajó en el proyecto cerca de 15 años. Habla varios idiomas y puede dictar actividades de libros de texto.

Saya dio sus primeras clases, durante un trimestre, en una escuela primaria de Tokyo. Tras pasar esta primera prueba, la idea fue adoptada en Gran Bretaña.

En construcción, se trata de un trío de robots, Hydras-Ascent, Hydras-Ascent II y el Circa en forma de serpiente, todos ellos autónomos y diseñados por el Laboratorio RoMeLa (por sus siglas en inglés del Robotics and Mechanisms Laboratory) del Instituto Politecnico y Universidad Estatal de Virginia (Virginia Tech), en Estados Unidos en 2008, para reemplazar a obreros en la realización de tareas riesgosas, como la inspección de edificios de gran altura o de los pilares de puentes sumergidos en el agua, mediante movimientos oscilantes, parecidos a los que realiza una serpiente para desplazarse.

Estas máquinas cuentan en su interior con sensores y cámaras que permiten inspeccionar las estructuras o llevar a cabo otras tareas que hoy día realizan los humanos, y que son peligrosas. Cada una de ellas mide aproximadamente un metro de longitud

Recientemente, Junio 2009, científicos del mismo Laboratorio RoMeLa han desarrollado un robot único que puede sujetar con firmeza objetos tan duros como una lata de cerveza o tan delicados como un huevo crudo, además de ser lo suficientemente habilidoso como para hacer gestos del lenguaje de los signos.

El Robot bautizado con el nombre RAPHel (Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments o “Mano Robótica impulsada por Aire con Ligamentos Elásticos”), consiste en una mano robótica completamente articulada e impulsada por un tanque compresor de aire de una presión de más de 4 atmósferas (1 atmósfera es la presión a nivel del mar).

Su diseño de alimentación por aire es lo que hace a esta mano única, dado que con él (la máquina) no necesita de ningún tipo de motor, además que su fuerza para asir objetos puede ajustarse con solo cambiar la presión del aire. Esta mano está destinada al primer robot humanoide bipedo y andante fabricado integramente en Estados Unidos, de nombre Charli.

ALGO DE ROBOTICA!