Los robots ya pueden sujetar objetos oponiendo sus pulgares

Las manos robóticas de dos o tres dedos pasarán a la historia gracias a los grandes avances en microelectrónica y micromecánica que permiten fabricar manos cuyos dedos tienen articulaciones antropomórficas controlables por separado.

La mano humana es un instrumento extraordinario, objeto de numerosas investigaciones científicas. El dedo pulgar despierta especial interés ya que es completamente oponible a los otros cuatro dedos y puede girar 90 °, perpendicular a la palma de la mano, mientras que los otros dedos sólo alcanzan un ángulo de 45 °.
Las manos robóticas del presente y futuro se benefician de estos trabajos de investigación. La agencia aeronáutica y espacial alemana DLR (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt) ha desarrollado junto con el Instituto Harbin de Tecnología (HIT) la mano robótica DLR­HIT II : una mano que consta de cinco dedos con cuatro articulaciones cada una y tres grados de libertad. Para agarrar también piezas cónicas, se necesitan cuatro dedos y el dedo pulgar que hace de “contrasoporte”.

Bus de alta velocidad para el control
Los motores brushless de la mano DLR-HIT II se instalan directamente en los dedos. Cada articulación de los dedos se dota con un sensor de par de fuerza y un sensor angular, ambos, de alta resolución. El gran volumen de datos necesario lo transmite un bus de alta velocidad. Un rápido feed-back con el que se comparan los valores de consigna y los valores reales es decisivo para la función de control, sobre todo en movimientos de precisión. Por tanto, además del gran volumen de datos es muy importante la velocidad de transmisión de los mismos. El bus de alta velocidad de 25 Mbps interno a la mano, con capacidad de tiempo real y especialmente diseñado para esta aplicación, se basa en FGPAs (Field Programmable Gate Arrays).

Motores brushless de diseño plano como unidades motrices

Cada dedo de esta mano robótica necesita varios actuadores, accionados independientemente: 15 motores brushless de corriente continua dotados de sensores Hall para cada mano. Se han seleccionado los maxon EC 20 flat por varias características decisivas: precio económico, altas prestaciones y pequeño tamaño. Estos  motores brushless con sensores Hall, tienen un longitud de tan sólo 10,4 mm y un diámetro exterior de 21,2 mm y con un peso de 15 g por motor. Forman una unidad junto con los los reductores HarmonicDrive de igual diámetro de la serie HDUC 05.

Estos motores brushless de 3 W están disponibles en versiones de 12 ó 24 V con un par máximo de 8,04 mNm. Son motores altamente dinámicos y sus rodamientos de bolas precargados ofrecen respuestas de precisión a los comandos de control, incluso  cuando se invierte el sentido de giro. Los sensores Hall son los encargados de comunicar al sistema de control la posición real exacta.

Complemento perfecto entre micromecánica y microelectrónica.

La ciencia de la robótica avanza rápidamente e irrumpe en nuestra vida diaria sin apenas darnos cuenta.

Esperamos que estas manos robóticas «atrapen» su atención

El motor brushless para condiciones extremas.

200°C / 100 G / -5.000 m / 1.700 bar

Los motores maxon no sólo realizan su trabajo en condiciones como las de Marte sino que también operan en condiciones ambientales extremas como las que se existen bajo la corteza terrestre.

El motor brushless EC 22 HD (Heavy Duty) es un motor estándar para trabajar en condiciones extremadamente hostiles. Desarrollado para los requerimientos excepcionalmente altos de la industria de perforaciones en  profundidad, este brushless motor soporta las condiciones de trabajo más extremas, en las cuales los “motores normales” dejarían de funcionar.

En profundidades superiores a 2.500 metros, las perforaciones de gran profundidad (en la industria de exploración del petróleo y del gas se denominan “Perforación de Pozos”) permiten la exploración de los recursos del petróleo y del gas. Esto, unido a la perforación direccional (la orientación dinámica de un pozo), permite la exploración de depósitos inaccesibles en perforaciones profundas de 5.000 metros y longitudes de pozos de hasta 11.000 metros. Hoy en día, la electrónica y sus respectivos motores brushless permiten una monitorización más sofisticada y el control de multitud de funciones durante el proceso perforación. Las elevadas vibraciones generadas durante el proceso de perforación y las condiciones de temperatura y presión en estas profundidades, hacen que el empleo de motores eléctricos sea un verdadero desafío.

Los diferentes modelos del EC 22 HD han sido diseñados para un funcionamiento al aire o sumergidos en aceite (inundados en fluido hidráulico). Su potencia nominal depende del medio que los rodea: 80 W al aire y, gracias a la excepcional disipación de calor, sumergidos en aceite llegan a los 240 W. Están diseñados también para funcionar con temperatura ambiente de más de 200ºC y presiones atmosféricas de hasta 1.700 bar. Otros de los requerimientos de estos motores brushless de 22mm de diámetro son la capacidad de soportar vibraciones de hasta 25 g (valor eficaz), así como impulsos e impactos de hasta 100 G, que es 100 veces la aceleración de la gravedad (ejemplo ilustrativo: un coche de carreras de Formula 1 soporta 2 G y un avión a reacción unos 13 G). Estos brushless motor cuentan con una elevada eficiencia (en aire hasta el 88%, en aceite más del 70%) y por ello ofrecen las mejores condiciones para aquellas aplicaciones que requieran ser operadas por baterías. Debido a la ausencia de par de retención, poseen unas características de regulación sobresalientes y están especialmente indicados para tareas de posicionamiento de elevada precisión, incluso a bajas velocidades.

El motor brushless (sin escobillas) está perfectamente preparado para su utilización en tecnología espacial, centrales eléctricas, así como en la industria de la automoción, industria aeronáutica, en minería o cualquiera que requiera movimientos altamente dinámicos.