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los progenitores más directos de los robots fueron los mani-
puladores teleoperados.
Éste consistía en un dispositivo mecánico maestro-es-
clavo. El manipulador maestro, situado en la zona segura, era movido directamente por el operador, mientras que el esclavo, situado en contacto con los elementos radioactivos y unido mecánicamente al maestro, reproducía fielmente los movimientos de éste.
El operador además de poder observar a través de un grueso cristal el resultado de sus acciones, sentía a través del dispositivo maestro las fuerzas que el esclavo ejercía sobre el entorno.

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Además de los entornos de fabricación y de investigación, en la década de los setenta los robots comenzaron a utilizarse de forma práctica en otros entornos, como el espacial o el submarino, haciendo uso principalmente de tecnologías de teleoperación. Cabe destacar los vehículos submarinos desarrollados por la Marina Norteamericana a principios de los sesenta y las sondas a la luna y Marte a finales de los sesenta y principios de los setenta, culminando en 1981 en el brazo robótico a bordo de los transbordadores espaciales estadounidenses.

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uno de los primeros robots humanoides modernos fue creado por el profesor Ichiro Kato de la Universidad de Waseda, denominado Wasubot, presentado en la Exposición Universal de Tokio de 1985. El Wasubot, aunque no podía caminar, había sido diseñado con una forma cercana a la humana lo que le permitía leer partituras y tocar el piano con dos manos en las teclas y un pie en el pedal. Realizó diversas demostraciones tocando música de Bach acompañado por la Orquesta Sinfónica de la NHK.

En los últimos años, una nueva fiebre ha aparecido en Japón en relación con los robots humanoides. Comenzó a finales de 1996, cuando la empresa Honda presentó el P-2, un robot bípedo con la apariencia de un hombre embutido en un traje espacial. Producto de 10 años de investigación y de más de 100 millones de dólares, el P-2 era capaz de andar por sí solo y de realizar algunas tareas básicas, como subir escaleras.

Una nueva versión mejorada en peso y autonomía, denominada P-3, apareció a finales del año siguiente. En el
año 2002, Honda sacó una versión evolucionada de estos dos robots humanoides denominada Asimo.

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La evolución de los robots industriales desde sus primeros balbuceos ha sido vertiginosa.

En poco más de 40 años las investigaciones y desarrollos sobre robótica industrial han per-
mitido que los robots tomen posiciones en casi todas las áreas productivas y tipos de industria.

En pequeñas o grandes fábricas, los robots pueden sustituir al hombre en aquellas tareas re-
petitivas y hostiles, adaptándose inmediatamente a los cambios de producción solicitados por

la demanda variable.

Los futuros desarrollos de la robótica apuntan a aumentar la movilidad, destreza y au-
tonomía de sus acciones, así como a ser capaces de mantener una elevada interacción con

los humanos. La mayor parte de los robots actuales tienen base estática, y se utilizan en
aplicaciones industriales tales como ensamblado, soldadura, alimentación de máquinas
herramientas, etc. Sin embargo, existen otro tipo de aplicaciones que han hecho evolucionar
en gran medida tanto la concepción de los robots como su propia morfología. Entre estos
robots dedicados a aplicaciones no industriales destacan los robots espaciales (brazos para

lanzamiento y recuperación de satélites, vehículos de exploración lunar, robots para cons-
trucción y mantenimiento de hardware en el espacio); robots para aplicaciones submarinas

y subterráneas (exploración submarina, instalación y mantenimiento de cables telefónicos

submarinos, limpieza e inspección de tuberías y drenajes subterráneos, inspección de sis-
temas de refrigeración de centrales nucleares); robots militares (desactivación de bombas,

robots centinelas experimentales dedicados a patrullar áreas críticas); robots de vigilancia
y rescate (robots bomberos para patrullar fábricas, robots aéreos); aplicaciones médicas
(robots cirujanos, prótesis robotizadas, sistemas de ayuda a discapacitados); robots para
aplicaciones agrícolas (sembrado y recogida de cosechas, robot para esquilar ovejas); y un
largo etcétera.

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puede resultar válido el revisar las definiciones, no estrictamente técnicas, contenidas en enciclopedias, antes de dar
una definición de robot.

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Tipos de robots considerados por el GtRob del Comité Español de Automática CEA

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Tipos de robots considerados por el GtRob del Comité Español de Automática CEA

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Clasificación de los robots de servicio por Áreas de aplicación según IFR

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Clasificación de los robots de servicio por Áreas de aplicación según IFR

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Un robot está formado por los siguientes elementos: estructura mecánica, transmisiones, sistema de accionamiento, sistema sensorial, sistema de potencia y control, y elementos terminales.

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Mecánicamente, un robot está formado por una serie de elementos o eslabones unidos mediante articulaciones que permiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos. La constitución física de la mayor parte de los robots manipuladores industriales guarda cierta similitud con la anatomía del brazo humano, por lo que en ocasiones, para hacer referencia a los distintos elementos que componen el robot, se usan términos como cuerpo, brazo, codo y muñeca.

En la práctica, en robótica sólo se emplean las articulaciones de rotación y prismática. En caso de que un robot tuviera alguna articulación con más de un grado de libertad, se podría asumir que se trata de varias articulaciones diferentes, unidas por eslabones de longitud nula.
Una cadena cinemática, es una serie de eslabones o barras unidas por articulaciones. La estructura mecánica de un robot manipulador constituye una cadena cinemática.

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Los seis pares inferiores de Reuleaux.

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Cuando en una cadena cinemática se puede llegar desde cualquier eslabón a cualquier otro mediante al menos dos caminos, se dice que se trata de una cadena cinemática cerrada. En caso de que sólo haya un camino posible se dirá que se trata de una cadena cinemática abierta.

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En la práctica, a pesar de ser necesarios los seis GDL comentados para tener total libertad en el posicionado y orientación del extremo del robot, muchos robots industriales cuentan con sólo cuatro o cinco GDL, por ser éstos suficientes para llevar a cabo las tareas que se les en-
comiendan (coger y dejar, paletizado, etc.).

Existen también casos opuestos, en los que se precisan más de seis GDL para que el robot pueda tener acceso a todos los puntos de su entorno. Así, si se trabaja en un entorno con obstáculos, el dotar al robot de grados de libertad adicionales le permite acceder a posiciones y orientaciones de su extremo a las que, como consecuencia de los obstáculos, no hubiera lle gado con seis GDL. Otra situación frecuente es la de dotar al robot de un GDL adicional que le permita desplazarse a lo largo de un carril, aumentando así el volumen del espacio al que puede acceder. Cuando el número de grados de libertad del robot es mayor que los necesarios para realizar una determinada tarea se dice que el robot es redundante.

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Dado que un robot mueve su extremo con aceleraciones elevadas, es de gran importancia reducir al máximo su momento de inercia. Del mismo modo, los pares estáticos que deben vencer los actuadores dependen directamente de la distancia de las masas al actuador. Por estos motivos se procura que los actuadores, por lo general pesados, estén lo más cerca posible de la base del robot. Esta circunstancia obliga a utilizar sistemas de transmisión que trasladen el
movimiento hasta las articulaciones, especialmente a las situadas en el extremo del robot. Así mismo, las transmisiones pueden ser utilizadas para convertir movimiento circular en lineal o viceversa, lo que en ocasiones puede ser necesario.

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En cuanto a los reductores, al contrario que con las transmisiones, sí que existen determinados sistemas usados de manera preferente en los robots industriales. Esto se debe a que a los reductores utilizados en robótica se les exige unas condiciones de funcionamiento muy restrictivas. La exigencia de estas características viene motivada por las altas prestaciones que se le piden al robot en cuanto a precisión y velocidad de posicionamiento. La Tabla 2.3 muestra valores típicos de los reductores para robótica actualmente empleados.
Se buscan reductores de bajo peso, reducido tamaño, bajo rozamiento y que al mismo tiempo sean capaces de realizar una reducción elevada de velocidad en un único paso. Se tiende también a minimizar su momento de inercia, de negativa influencia en el funcionamiento del motor, especialmente crítico en el caso de motores de baja inercia [FERRANDO-93].
Los reductores, por motivos de diseño, tienen una velocidad máxima de entrada admisible, que como regla general aumenta a medida que disminuye su capacidad de transmitir par.
También existe una limitación en cuanto al par de salida nominal permisible (T2) que depende del par de entrada (T1) y de la relación de transmisión.

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Despiece Reductor Armónico.

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Reductor cíclico. (Cortesía de Cyclo).

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Disposición de un codificador óptico (encoder) incremental.

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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).

Codificadores angulares de posición (encoders)
Los codificadores ópticos o encoders incrementales constan, en su forma más simple, de un
disco transparente con una serie de marcas opacas colocadas radialmente y equidistantes entre sí; de un sistema de iluminación en el que la luz es colimada de forma correcta, y de un elemento fotorreceptor.

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La captación de la velocidad se hace necesaria para mejorar el comportamiento dinámico de
los actuadores del robot. La velocidad de movimiento de cada actuador (que tras el reductor

es la velocidad de la articulación) se realimenta normalmente a un bucle de control analógi-
co implementado en el propio accionador del elemento motor. No obstante, en ocasiones en

las que el sistema de control del robot lo exija, la velocidad de giro de cada actuador es lle-
vada hasta la unidad de control del robot.

Normalmente, y puesto que el bucle de control de velocidad es analógico, el captador usa-
do es una tacogeneratriz que proporciona una tensión proporcional a la velocidad de giro de

su eje (valores típicos pueden ser 10 milivoltios por rpm).
Otra posibilidad, usada para el caso de que la unidad de control del robot precise valorar
la velocidad de giro de las articulaciones, consiste en derivar la información de posición que
ésta posee.

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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 captadores. En el caso de detección con contacto, se tratasiempre de un interruptor, normalmente abierto o normalmente cerrado según interese, actuado 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 movimiento de las articulaciones y permitir localizar la posición de referencia de cero de éstos, en el caso de que sean incrementales.

Además de esta aplicación, los sensores de presencia se usan como sensores externos, siendo muy sencillos de incorporar al robot por su carácter binario y su costo reducido. Los detectores inductivos permiten detectar la presencia o contar el número de objetos metálicos sin necesidad de contacto. Presentan el inconveniente de distinto comportamiento según del tipo de metal del que se trate. El mismo tipo de aplicación tiene los detectores capacitivos, más voluminosos, aunque en este caso los objetos a detectar no precisan ser metálicos.