Cómo levantar un plátano: una guía de motores en robótica

Esta publicación habla sobre los conceptos básicos de los motores eléctricos para aplicaciones robóticas. Se dirige a todos los que quieran saber un poco sobre motores. No es algo preciso, pero las publicaciones futuras profundizarán en los detalles de la motorización y el control en robótica.

¿Qué son los motores? ¿Qué motores se pueden usar para aplicaciones robóticas? Si bien estas preguntas pueden parecer simples y complejas al mismo tiempo, déjenme decirles primero de qué no hablaré en esta publicación:

  • Motores de automóviles
  • Motores de helicópteros y aviones.
  • Motores de cohetes
  • Molino de viento y molinos de agua
  • Todo tipo de motores no eléctricos.

(Sé lo que piensas: otra publicación más que no hablará sobre motores de cohetes, a dónde vamos todos, qué es este mundo, etc.) Lo sé y lo siento. Más adelante, también hay algunos tipos de motores eléctricos sobre los cuales hablaré brevemente para reconocer su existencia, pero luego nada más.

De lo que hablaré en esta publicación son los motores eléctricos utilizados en robótica.

Nota: La palabra robótica abarca muchos conceptos, y la inmensidad de las definiciones e interpretaciones está tan cerca del infinito que ni siquiera intentaré definirla aquí y ahora.

Solo aceptemos que un robot tiene un "cerebro" (computadora), algunos "sentidos" (sensores) para capturar lo que sucede a su alrededor y "músculos" (actuadores) para proporcionar movimiento e interacción con el mundo.

Ahora, ¿POR QUÉ te estoy hablando de motores? Voy a responder a eso con tres preguntas (y tres respuestas), asumiendo que mi objetivo es hacer robots.

  1. ¿QUÉ QUEREMOS? Queremos hacer robots que se muevan. Queremos movimiento. Un buen ejemplo podría ser que deseas diseñar un brazo robótico que pueda levantar un plátano por ti (finalmente, de esto se trata el título).
  2. ¿POR QUÉ LO QUEREMOS? Bueno, un robot que no se mueve no es realmente un robot, ¿verdad? Más como una roca o una maceta de flores. Pero nuevamente, las definiciones de robótica varían ampliamente.
  3. ¿CÓMO LO HACEMOS? Lo hacemos con motores eléctricos. Porque hoy (es decir, finales del año 2017), la motorización eléctrica es la tecnología más accesible para crear movimiento. No es el único, por supuesto, sino el más barato, más disponible y más fácil de usar.

Podemos acordar, por un lado, que los dispositivos robóticos son mejor pequeños, están bien integrados y no son demasiado codiciosos en cuanto al consumo de energía. Por otro lado, un robot es bueno si puede moverse suavemente, agitar los brazos o levantar cosas. Y ser autónomo. (Se podrían agregar muchas características agradables a esta lista, como masajear su cuello o hacer un sándwich, pero sigamos siendo simples y sigamos con el plátano).

Naturalmente, esto nos lleva a motores eléctricos pequeños y eficientes, los tipos que se pueden comprar, integrar y controlar fácilmente.

Entonces, ahora que tenemos un tema (motores eléctricos para aplicaciones robóticas), volvamos a la pregunta inicial:

¿Qué son los motores?

Un motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica (electricidad con voltaje y corriente) en energía mecánica (movimiento lineal o, principalmente, de rotación).

La energía eléctrica es la entrada del motor, y la energía mecánica es la salida. Entonces, por ahora, si deja de leer después de esta oración (pero no lo haga), un motor es una caja mágica que puede hacer movimiento a partir de la electricidad.

Un motor altamente simplificado por una caja de magia negra. Usa la magia negra con precaución.

Esta magia, la mayoría de las veces, también se llama electromagnetismo. Hablaremos de eso más tarde.

Nota: Técnicamente, si toma la misma caja mágica y aplica movimiento de rotación a la salida (que, por lo tanto, se convierte en entrada), obtendrá energía eléctrica proveniente del lado anterior de entrada-ahora-salida. El resultado se llama generador, y no hablaremos de ellos más que esta nota.

Hay varias categorías y subcategorías de magia b ... hum, de motores eléctricos.

Elegí presentarlos de esta manera. Aquí hay una lista de categorías de motores:

  • Motores síncronos de corriente alterna
  • Motores asíncronos de corriente alterna
  • Motores de corriente continua
  • Otros motores (paso a paso, etc.)

Pero antes de profundizar en estos, necesitamos alguna base.

¿Cómo funcionan los motores eléctricos?

Espere algunos motores de la última categoría, todos los anteriores en la lista usan electromagnetismo para transformar la electricidad en movimiento. Al pasar corriente a un cable enrollado alrededor de una barra de hierro, por ejemplo (que se llama electroimán), se crea un campo magnético que puede atraer o rechazar imanes, materiales ferrosos o cualquier otro electroimán.

Entonces, básicamente, aquí está la receta:

  • Tome algunas bobinas y colóquelas en un círculo (no deben poder moverse).
  • Toma un imán y colócalo en el centro del círculo. El imán debe poder girar mientras permanece en el centro.
  • Ponga corriente en las bobinas, una tras otra, y observe cómo gira el imán central, uno de sus polos atraído por la bobina alimentada.

Felicidades, acabas de hacer un motor eléctrico.

Ahora, tenga en cuenta que las configuraciones pueden variar: las bobinas pueden estar en el centro (a veces alrededor del hierro, a veces no), los imanes pueden formar el círculo, a veces no puede haber imanes, y así sucesivamente. Cada configuración es un tipo de motor de la lista de categorías anterior.

En cuanto al vocabulario, estas son las palabras principales que necesitará para continuar:

  • Estator: la parte del motor que no se mueve (por ejemplo, las bobinas de la receta anterior)
  • Rotor: la parte que tendrá un movimiento de rotación (por ejemplo, el imán central de la receta)
  • Bobinas: a veces puedo decir bobinados, a veces bobinas. Una bobina es un cable que tiene una manga aislante muy delgada y se enrolla adecuadamente muchas veces alrededor de sí mismo o de una armadura (ver más abajo).
  • Cepillos: existen solo si el rotor tiene bobinas. Los cepillos son un par de pequeñas piezas fijas que hacen contacto eléctrico entre el rotor de las bobinas (a través del conmutador) y la fuente de alimentación por fricción, lo que permite que el rotor ... gire.
  • Conmutadores: existen solo si el rotor tiene bobinas. Son las partes conductoras del rotor las que entran alternativamente en contacto con los cepillos. Cada par de conmutadores está conectado a un par de bobinas en el rotor.
  • Armadura: material ferroso, a veces laminado para evitar algunos trucos electromagnéticos viciosos, alrededor del cual se enrolla el devanado o bobina.
  • Carcasa: la parte alrededor del motor, que protege el interior de todo tipo de molestias externas (polvo, agua, mala música, etc.)
  • Par: la fuerza de rotación que un motor puede proporcionar en la salida.
  • Velocidad: esta es fácil; La velocidad de rotación a la salida del motor.
Nota: Tanto el par como la velocidad son datos muy importantes para conocer en un motor, porque definen cuánto peso puede levantar un brazo robótico (por ejemplo) y a qué velocidad puede hacerlo. Algunas bananas pueden ser pesadas, ten cuidado.
Junto con ellos, otros conceptos como el voltaje nominal, el par constante o la corriente sin carga son críticos al elegir un motor, pero se puede hablar de ellos en otra publicación más precisa.
Un ejemplo de un motor eléctrico en funcionamiento. Wow, y se está moviendo. (fuente)

Algunas de estas palabras nos ayudarán a comprender la siguiente parte de esta publicación:

Excavando en tipos de motores

De la lista anterior de categorías de motores, eliminemos los dos primeros. Los motores síncronos y asíncronos funcionan con corriente alterna, que significa corriente alterna. La CA proviene principalmente de su enchufe de pared, y podemos representarla como ondas interminables de corriente (curvas sinusoidales). No es apto para robótica, principalmente porque tiene demasiada potencia.
Los motores síncronos y asíncronos son en general demasiado grandes para ser utilizados en robots, incluso los de tamaño humano. (Muchos motores de CC también están sobredimensionados).

¿Quién quiere construir un robot con esto de todos modos?

Esto nos permite tener una lista abreviada y muchas explicaciones problemáticas evitadas:

  • Motores de corriente continua
  • Otros motores (paso a paso, etc.)

Para cada categoría y subcategoría, básicamente explicaré cómo se fabrican los motores y cómo funcionan, luego hablaré sobre algunos de sus pros y sus contras, y dónde podemos encontrarlos.

Motores Categoría 1: motores DC

DC significa corriente continua. Es una curva plana de corriente (diferente de las ondas de CA), y se usa en baterías o en la salida de la mayoría de las fuentes de alimentación que utiliza para varios dispositivos en su hogar.

Podemos dividir esta categoría en dos partes: motores de corriente continua cepillados y motores de corriente continua sin escobillas.

  • Motores de corriente continua cepillados

Un motor DC cepillado está compuesto por un rotor en espiral, y la mayoría de las veces imanes permanentes como estator. Como el rotor tiene devanado, debe ser alimentado para generar un campo magnético. Así que también encontramos cepillos y conmutadores para permitir la entrada de corriente en el devanado.

Una pequeña receta para explicar cómo funciona básicamente:

  • Aplique energía de una batería a los terminales del motor. La electricidad fluye a través de los cepillos hacia un primer par de conmutadores, y luego a un primer par de bobinas.
  • La armadura alrededor de este par de bobinas se convierte en un electroimán y ahora tiene dos polos.
  • El polo norte en el rotor es atraído hacia el polo sur de uno de los imanes permanentes del estator; El polo sur en el rotor es atraído hacia el polo norte del imán permanente opuesto, en el estator. Esto hace que el rotor gire para adaptar su posición.
  • Cuando el rotor giró, los conmutadores cambiaron de posición y se suministró un nuevo par de bobinas en potencia, a través de los cepillos y los conmutadores.
  • El rotor debe girar nuevamente para adaptar su nueva posición de atracción, y así sucesivamente.
Otra imagen robada (fuente)

Hay una subcategoría de motores de CC cepillados llamada motor sin núcleo, cuyo rotor está compuesto solo por un devanado sin armadura, es decir, sin núcleo de hierro, es decir, sin núcleo. Los imanes están situados en el centro del motor, en lugar del lado interno de la carcasa, como en los motores de CC cepillados normales. Esta es una tecnología común en motores de CC cepillados muy pequeños, y ofrece estas ventajas: altas aceleraciones y alto dinamismo (debido a la menor inercia del rotor), menos ruidos eléctricos y mayor eficiencia.

El motor DC cepillado es el motor más común en robótica, y el más utilizado debido a su facilidad de producción y, por lo tanto, a su precio ridículo en el mercado. Estos son claramente profesionales, como lo es su facilidad y muchas formas de control.

Nota: Volveremos otro día para explicar las diferentes formas de controlar un motor DC cepillado.

Estos motores tienen desventajas: en primer lugar, la calidad está asociada al costo (el más barato, la peor calidad). Eso significa a veces materiales pobres, ensambles débiles y motores de sobrecalentamiento. Los cepillos, sea cual sea la calidad, son una parte débil del motor porque siempre están en fricción con el colector. Con el tiempo, y dependiendo del uso del motor, los cepillos se desgastan y crean polvo; Por lo tanto, la conexión no siempre se realiza con los colectores, lo que resulta en una pérdida significativa de velocidad y par.
Al final, todos estos inconvenientes impactan fuertemente en la vida del motor.

Varios famosos robots no ficticios han cepillado motores DC dentro de su hardware. Probablemente algunos robots ficticios también tengan algunos.
Nao, Pepper, Roomba o Asimo: todos tienen algunos motores de CC cepillados en el interior (y de algunos otros tipos también).

  • Motores de corriente continua sin escobillas

Como su nombre lo hace explícito, esta subcategoría de motores de CC no tiene cepillos y colectores para hacer la conexión eléctrica entre la fuente de alimentación y el rotor.

El motor de CC sin escobillas (BLDC) funciona según el mismo principio que el motor de CC con escobillas, el electromagnetismo. Sin embargo, el rotor, que no puede ser alimentado, está hecho de imanes permanentes.

Las bobinas del estator están dispuestas alrededor - afuera - del rotor (motores en el corredor), o en el centro - adentro - del rotor (motores fuera del corredor, con la carcasa como parte del rotor). Estas bobinas están dispuestas por pares ubicados a cada lado, para darles un polo norte y un polo sur cuando están alimentados. El número de bobinas siempre es un múltiplo de 3, porque siempre son 3 fases (es por eso que salen 3 cables en un BLDC).

En este momento estoy seguro de que una imagen puede ser apreciada y bienvenida:

A la izquierda, un corredor; a la derecha, un out-runner (fuente).

La receta:

  • Encienda las bobinas una tras otra (necesitará una placa de control especial para eso).
  • Se crea un campo magnético giratorio que hace que el imán del rotor gire para "atrapar" los polos cambiantes:
Vista simplificada del out-runner (BLDC generalmente tiene más vueltas). El azul (menos) es atraído al rojo (más) y el rojo al azul. (fuente)

Ese tipo de motores se pueden controlar de varias maneras. En algunos casos, si es necesario, se puede extraer la posición del rotor, con diferentes soluciones. Encontrarás más detalles en una publicación futura.

En cuanto a los pros y los contras, el primer pro es claro: sin cepillos significa sin contacto, sin fricción, por lo que no hay desgaste; eso implica la mejor confiabilidad y la mejor eficiencia (la fricción significa pérdida de energía como calor).

Los BLDC de los corredores proporcionarán más velocidad que par, debido a la inercia de su rotor. Por el contrario, los out-runners BLDC tendrán más torque y menos velocidad. Dependiendo de la función deseada, esto puede ser un pro o un contra.

Una desventaja importante es el precio, más caro que los motores cepillados de sus primos. Se explica por muchos factores (construcción de bobinados, imanes, algunas piezas electrónicas, etc.).

Otro inconveniente es que la mayoría de las veces los BLDC son más difíciles de controlar y necesitan un tablero de control electrónico.
Además, su posible alta velocidad, como para los motores cepillados, puede implicar el uso de un dispositivo reductor en la salida de los motores para reducir la velocidad y aumentar el par. Esto siempre significa pérdida de eficiencia, pero se usa con mucha frecuencia.

Una pequeña parte de la caja de cambios para reducir la velocidad de un motor. (fuente)
Nota: La reducción es una parte crucial en todo el proceso de elección de motorización. Para mantenerse en lo básico, tenga en cuenta que un reductor, que está compuesto por engranajes ensamblados entre sí, está destinado a reducir la velocidad y, mucho menos a la eficiencia, a multiplicar el par del motor al que está acoplado.

Muchos robots famosos tienen motores de corriente continua sin escobillas, así como motores con escobillas. Sin embargo, al ser más caros y más complicados de controlar que los motores cepillados, los robots "baratos" y los robots de juguete pueden no proporcionar ningún BLDC en su interior.

Antes de pasar a la siguiente categoría

Me gustaría abrir una categoría lateral pero importante aquí, sobre los servomotores.

Este tipo de motor es en realidad más que un motor, es una "caja" (de nuevo) que incluye un motor de CC (cepillado o sin escobillas), una reducción en el eje de salida del motor, un sensor para conocer la posición de la salida y Una placa electrónica para el control.

Servomotores En la segunda imagen, este servomotor tuvo la amabilidad de mostrarnos su interior. (fuente 1, fuente 2)

Este actuador es ampliamente utilizado en robótica, ya que proporciona el control de la posición angular de la salida, independientemente del par que se deba aplicar (dentro del límite de las especificaciones). Funciona en circuito cerrado, el sensor proporciona una retroalimentación de la posición y la placa electrónica lo corrige casi al mismo tiempo.

Por ejemplo, imagine esta aplicación en su robot de elevación de plátano con un solo brazo: puede elegir un ángulo preciso para alcanzar el brazo, mientras levanta la fruta amarilla. Si se come el plátano al mismo tiempo, el peso cambiará pero el brazo se mantendrá en la misma posición, gracias al bucle cerrado y la corrección constante de la posición.

Las ventajas son las funciones bien integradas que se ajustan en una caja pequeña, lo que facilita su montaje en una parte robótica más grande; Además, el control ya existe y no implica diseñar uno nuevo, lo que ahorra tiempo y dinero.

Los inconvenientes son que algunos de ellos no se ajustan a la aplicación que elegiste. Además, muchos servomotores tienen mala calidad y poco control.

Cualquier motor de CC podría convertirse en un servomotor en la condición en que agregue las funciones de sensor, reducción y control. Ahora sabes que ya existe como un todo. Ordenado.

El famoso robot caminante Asimo está hecho, como dije antes, de motores de corriente continua. En parte era verdad, porque algunos de sus actuadores son, de hecho, servomotores hechos de motores BLDC.

Los tres robots Poppy, Ergo Jr. y Reachy, altamente vinculados a la compañía francesa Pollen Robotics, están hechos de servomotores.

En realidad, los servomotores se usan con mayor frecuencia para proyectos robóticos personales. ¿Porqué es eso? Porque un servomotor es barato en comparación con todas las funciones que proporciona (motorización, reducción, sensor, control de circuito cerrado). Es posible que no tenga mucho dinero para llevar a cabo proyectos personales y se encuentre frente a esta opción:

  • encuentre un motor de CC, diseñe una reducción y sumérjase en la jungla del control del motor, que puede llevar semanas, si no meses; o
  • cómprate un servomotor para poder levantar ese plátano tuyo el mismo día que lo compras (aunque no estoy seguro de encontrar el servomotor y el plátano en la misma tienda).

La elección es algo obvia.

Además, las herramientas famosas y baratas (como las placas electrónicas Arduino, Raspberry Pi, etc.) permiten a las personas que no son profesionales obtener acceso a robótica fácil mediante el control de muchos tipos de motores, incluidos los servomotores.

Motores Categoría 3: otros motores

En esta última categoría, hablaré sobre motores paso a paso, y luego brevemente sobre algunos otros tipos de motores no muy comunes.

  • Motores paso a paso:

Estos motores son diferentes de los motores de CC. Sin embargo, son motores de CC sincrónicos sin escobillas, pero sus funciones son tan diferentes de BLDC que los pongo en otra categoría. Si bien la tecnología utilizada en el interior sigue siendo electromagnetismo, la construcción y el control también son diferentes.
Un motor paso a paso permite girar muy lentamente mientras "cuenta" los pasos. También puede mantener la posición en un ángulo preciso.

¿En qué son diferentes de los servomotores? Los motores paso a paso tienen un par más alto y no se necesita necesariamente un control de circuito cerrado (incluso si es posible usarlo con retroalimentación).

Un motor paso a paso muy tranquilo (fuente)

Un motor paso a paso tiene un rotor, un estator y una carcasa. El rotor se divide en varios pasos (o dientes), con mayor frecuencia 48 o 200. Esto da como resultado dividir un giro de 360 ​​° en 7,5 ° o 1,8 ° por paso (son posibles otros números de pasos: 12, 24, incluso 400). Está hecho de imanes permanentes (imán permanente paso a paso), hierro simple (pasos de resistencia variable) o una mezcla de ambos (pasos híbridos). El estator tiene bobinas divididas en fases (2 fases, llamadas bipolares, o 4 fases, llamadas unipolares).

Para la ciencia, este motor paso a paso acordó abrirse después de su muerte (fuente)

¿Cómo trabajan? Aquí hay otra receta simple:

  • Aplique energía a los electroimanes formados por las bobinas, una fase tras otra, con un tablero de control electrónico dedicado.
  • Observe cómo los dientes del rotor se alinean con los electroimanes eléctricos, mientras que los otros dientes están desplazados de los electroimanes inactivos.
  • Cada vez que se activa la siguiente fase, el rotor gira ligeramente para permitir que los dientes más cercanos se alineen con sus electroimanes correspondientes, y así sucesivamente.
Cuatro pasos simplificados de un motor paso a paso giratorio. (fuente)

Hay 3 tipos diferentes de steppers (imán permanente, reluctancia variable e híbrido) y diferentes formas de controlarlos. Sin embargo, de buena gana no hablaré de ellos más específicamente en esta publicación.

Pros: A menudo se usa con aplicaciones de accionamiento directo (no se necesita reducción). Muy precisa para el posicionamiento, esta tecnología de motores ofrece diferentes formas de control, incluidas algunas formas de mejorar aún más la precisión angular al "dividir" los pasos.

Contras: No es tan obvio controlarlo, necesitará conocer algunas habilidades y usar una placa electrónica dedicada. Además, sigue siendo más caro que los motores con escobillas de CC.

Estos motores son ampliamente utilizados en máquinas que necesitan mover cosas en posiciones muy precisas, como impresoras normales o impresoras 3D. Si bien el primero no es lo que yo llamo un robot, el segundo es interesante y algunos robots industriales tienen exactamente las mismas funciones.

  • Motores piezoeléctricos:

Con motores piezoeléctricos (o piezo-), perdemos la magia del electromagnetismo. Esta tecnología utiliza propiedades específicas de los materiales piezoeléctricos (no conductores) que pueden cambiar su forma mientras están expuestos a un campo eléctrico.

Este no es un dedo gigante que sostiene un piezomotor de tamaño regular, es un dedo normal que sostiene un piezomotor muy pequeño. (fuente)

¿Cómo funciona? Bueno, espero por un segundo que no le preguntes a este. Pero vamos.

Como siempre, hagamos una receta:

  • Tome una parte en forma de anillo de material piezoeléctrico y póngala debajo de una parte en forma de anillo de metal normal. Este es el estator.
  • Tome una parte delgada de cerámica en forma de anillo, que es el rotor.
  • Aplique una frecuencia electrónica muy específica al material piezoeléctrico del estator. Se crearán vibraciones y se transmitirán a la parte metálica del estator.
  • La vibración del estator creará pequeñas ondas invisibles que harán que el rotor gire, en dirección opuesta.
Apenas puedo imaginar quién dijo un día en la Tierra: -Oigan amigos, intentemos eso, ¡probablemente se moverá! (fuente)

Pros: ofrece un gran torque o una velocidad muy lenta. Los piezomotores pueden ser muy pequeños.

Contras: Caro, debido a los materiales particulares de los que están hechos y al tamaño de la mayoría de los piezomotores, lo que los hace complejos de diseñar y producir. Además, es muy complejo de controlar y necesita paneles de control de controladores elaborados:

Controlador controlador de un piezomotor. (fuente)

Si bien a veces se encuentran en aplicaciones robóticas, rara vez se usan debido a su compleja electrónica de control. No obstante, los encontramos en robots particulares creados para campos de investigación específicos en microrobótica (por ejemplo, cirugía).

  • Sin embargo, otros tipos de motores:

Además de los motores de CA de los que hablé brevemente anteriormente, se pueden encontrar varios motores con nombres extraños. Por ejemplo, los motores de histéresis que a veces se usan como frenos para diversas aplicaciones y también funcionan con electromagnetismo, proporcionando un torque muy preciso. Otro tipo de motores son los motores de corrientes de Foucault (o motores de corriente Eddy), que generalmente son más grandes y funcionan con variaciones de campos de electromagnetismo en un material no magnético. Esta última categoría no parece usarse en robótica.

¿Quién dijo que los motores solo estaban hechos para hacer que las cosas giraran? Algunos de ellos ni siquiera son rotativos. Muchas de estas tecnologías anteriores se pueden usar para hacer actuadores lineales.

Motor lineal (fuente)

Además, se pueden encontrar algunos actuadores no eléctricos, como el cilindro neumático (en su mayoría lineal), y a veces el aire se reemplaza por agua, o incluso por aceite (cilindro hidráulico). Crea movimiento pero apenas se llama motor.

Actuador neumático (fuente)

La investigación siempre trata de acercarse a los músculos humanos, mediante el uso de diversos materiales que deben haber olvidado que eran materiales reales, y comenzaron a tener comportamientos extraños. Por ejemplo, algunos de ellos se denominan aleaciones con memoria de forma, y ​​prácticamente pueden recordar su forma o posición favorita y volver a ella después de haberse deformado.

Nota: Todos los motores anteriores de los que hablamos en esta publicación se pueden comprar junto con una reducción integrada en ellos. Luego se llama motorreductor. Los motores reductores son muy útiles cuando desea evitar pasos dolorosos para diseñar su propia reducción. Los motores reductores ofrecen una velocidad más lenta y un par más alto que los motores solos.

Ahora, ¿cómo elijo mi motor en este desastre?

Elegir un motor es un paso crítico en la robótica. No debe descuidarlo si no quiere arriesgarse a tener un diseño deficiente que no cumpla ni siquiera las funciones básicas.

Existen muchas aplicaciones, se deben hacer muchas preguntas y se pueden probar muchos motores antes para encontrar el correcto. Cada aplicación que desea llevar a cabo para sus proyectos (brazo robótico, pies para caminar, plataforma de rueda, robot volador, elevador de plátanos, etc.) tiene una (o varias) soluciones que serán diferentes de cualquier otra aplicación. Y hay muchas formas de llegar a las soluciones.

Aquí hay algunos consejos para comenzar a elegir:

  • Para tener una perspectiva clara, enumere lo que quiere y lo que no quiere. Haga una especie de archivo de especificaciones, incluso si se trata de una lista de ideas lanzadas en un pedazo de papel sucio. (Este pobre pedazo de papel en particular estará infinitamente agradecido de servir, particularmente para un propósito tan significativo y brillante como la robótica).
  • No descuide su propia investigación: no se quede en un sitio web o en una sola publicación (incluso esta), busque la mayor cantidad de información posible y enfréntelos juntos. Pero…
  • ... ten cuidado con lo que encuentres. Algunos contenidos tienen errores o malas explicaciones. Siempre revisa lo que encuentres.
  • Además, haga investigaciones en libros. Los libros tienden a ser mucho más revisados ​​que el contenido que se encuentra en línea.
  • Si puede, haga sus propios cálculos (y haga que otros los revisen): muchas personas que no son profesionales son muy buenas para diseñar piezas de trabajo robótico sin hacer el más mínimo cálculo. Esto es genial, pero si puede hacer algo, le dará más confianza y le permitirá ver las cosas y no solo en la superficie. La teoría es genial. Pero…
  • ... intente probar físicamente sus diferentes soluciones también. La teoría y la práctica rara vez coinciden perfectamente, y al final, es práctica que quieras ver que funcione.
  • Ve a dar un paseo. Te lo mereces. En serio, ve a ver el sol, respira el aire y siente la hierba debajo de tu piel. Esperare por ti aqui. Ah, y tráeme un helado de limón, aquí, tómalo, y date el sabor que quieras.
  • Mantente a salvo. Tan pronto como deje la teoría para practicar, respete las reglas de seguridad, particularmente porque lidiará con las baterías.
  • No hay un motor perfecto para lo que quieres hacer. Lo más probable es que tenga que hacer compromisos, adaptar sus especificaciones, equilibrar los pros y los contras para obtener la solución más cercana posible.

Luego, puede hacerse un montón de preguntas que lo ayudarán a reducir la elección, en función de los pros y los contras de cada tecnología, y de su investigación. Aquí hay algunos ejemplos de estas preguntas:

  • ¿Necesito torque pero baja velocidad o velocidad pero bajo torque?
  • ¿Necesito control de velocidad, par o ángulo?
  • ¿Qué tipo de control electrónico puedo lograr o quiero usar?
  • ¿Mi aplicación puede funcionar en accionamiento directo o con una reducción?
  • ¿Qué calidad necesito y qué esperanza de vida?
  • ¿Con qué peso estoy lidiando para levantar?
  • ¿Cuánto dinero quiero gastar?
  • ¿Qué precisión necesito?
  • ¿En qué entorno funcionará mi robot?
  • ¿Necesito una seguridad particular?
  • ¿Quiero levantar plátanos o explorar Marte?
  • ...

Tenga en cuenta que no hay un motor particular perfectamente adaptado a una situación dada. Pero cuanto más responda a estas preguntas, más precisa será su idea de su motor ideal.

Gracias por leer.
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¡Levántame!

Soy ingeniero en mecatrónica, cofundador de Luos Robotics. Estamos desarrollando nuevas tecnologías para construir robots de manera más fácil y rápida.