Los sensores son dispositivos físicos que miden cantidades
físicas, tales como distancia, luz, sonido, olor, temperatura, etc. El objetivo
de lossensores es permitir que los robots puedan recibir y percibir información
desde el mundo que los rodea. Su función es similar a la de nuestros sentidos,
con el cual logramos luego de un proceso poder interactuar con nuestro medio,
Desde los comienzos de la robótica, los robots han ido
evolucionando en su nivel de complejidad, derivando de todo ello un proceso de
clasificación de los mismos.
La clave de esta adaptación de los robots a un entorno y trabajos
cambiantes la tiene la utilización de captadores en la estructura del robot y
son precisamente todos estos captadores los que conforman el sistema sensorial
del robot.
La evolución de la robótica está sujeta al desarrollo de nuevos
captadores capaces de medir magnitudes que hasta ahora no somos capaces de
cuantificar, y en la mejora de los sensores, siendo estos cada vez más precisos
en sus medidas. Por ello, la investigación en el campo del desarrollo de
sensores, es de vital importancia en el mundo de la robótica.
Los puntos más importantes en los sensores son:
- Campo de vista
- Rango de operación
- Exactitud y resolución
- Velocidad de muestreo
- Requerimientos computacionales
- Potencia, peso y tamaño
- Robustez
- Sensibilidad
Los sensores se clasifican en;
Sensores Internos
Sensores
de presencia
Este
tipo de sensor es capaz de detectar la presencia de un objeto dentro de un
radio de acción determinado. Esta detección puede hacerse con o sin contacto
con el objeto. En el segundo caso se utilizan diferentes principios físicos
para detectar la presencia, dando lugar a los diferentes tipos de sensores. En
el caso de detección con contacto, se trata siempre de un interruptor,
normalmente abierto o normalmente cerrado según interese, actuando
mecánicamente a través de un vástago u otro dispositivo. Los detectores de
presencia se utilizan en robótica principalmente como auxiliares de los
detectores de posición, para indicar los límites de las articulaciones y
permitir localizar la posición de referencia de cero de éstos en el caso de que
sean incrementales.
Sensores
de posición
Para
el control de posición angular se emplean fundamentalmente los denominados encoders y resolvers.
Los potenciómetros dan bajas prestaciones por lo que no se emplean salvo en
contadas ocasiones (robots educacionales, ejes de poca importancia).
Sensores
de Velocidad
La
captación de la velocidad se hace necesaria para mejorar el comportamiento
dinámico de los actuadores del robot. La información de la velocidad de
movimiento de cada actuador se realimenta normalmente a un bucle de control
analógico implementado en el propio accionador del elemento motor. No obstante,
en las ocasiones en las que el sistema de control del robot lo exija, la
velocidad de giro de cada actuador es llevada hasta la unidad de control del
robot.Sensores Externos
Sensores
de Presencia
Por el contrario, los
sensores de proximidad suelen tener una salida binaria que indica la presencia
de un objeto dentro de un intervalo de distancia especificado. En condiciones
normales, los sensores de proximidad se utilizan en robótica para un trabajo en
campo cercano en relación a agarrar o evitar un objeto.
·
Sensores
inductivos
Los sensores basados en un
cambio de inductancia debido a la presencia de un objeto metálico están entre
los sensores de proximidad industriales de más frecuente uso.
·
Sensores
capacitivos
Los sensores capacitivos
son potencialmente capaces (con diversos grados de sensibilidad) de detectar
todos los materiales sólidos y líquidos. Como su nombre indica, estos sensores
están basados en la detección de un cambio en la capacidad inducido por una
superficie que se lleva cerca del elemento sensor.
·
Sensores
ópticos
Los sensores de proximidad
ópticos son similares a los sensores ultrasónicos en el sentido de que detectan
la proximidad de un objeto por su influencia sobre una onda propagadora que se
desplaza desde un transmisor hasta un receptor.
Sensores
de Distancia
Un
sensor de alcance mide la distancia desde un punto de referencia que suele
estar en el propio sensor hasta objetos en el campo de operación del sensor.
Los seres humanos estiman la distancia por medio de un procesamiento visual
estereográfico. Los sensores de alcance se utilizan para la navegación de
robots y para evitar obstáculos, para aplicaciones más detalladas en las que se
desean las características de localización y forma en general de objetos en el
espacio de trabajo de un robot.Sensores de contacto
Cualquier información puede utilizarse, por ejemplo, para la localización y el reconocimiento del objeto, así como para controlar la fuerza ejercida por un manipulador sobre un objeto dado.
·
Sensores binarios
Los sensores binarios son
dispositivos de contacto tales como micro interruptores. En la disposición más
simple, un conmutador está situado en la superficie interior de cada dedo de
una mano de manipulación. Este tipo de detección es de utilidad para determinar
si una pieza está presente entre los dedos.
·
Sensores analógicos
Un
sensor de contacto analógico es un dispositivo cuya salida es proporcional a
una fuerza local. El más simple de estos dispositivos está constituido por una
varilla accionada por resorte que esta mecánicamente enlazada con un eje
giratorio, de tal manera que el desplazamiento de la varilla debido a una
fuerza lateral da lugar a una rotación proporcional del eje.La rotación se mide luego, de manera continua, utilizando un potenciómetro, o de forma digital, con el uso de una rueda de código. El crecimiento de la constante del resorte proporciona la fuerza que corresponde a un desplazamiento dado.
excelente
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