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Ayuda con características necesarias de un servomotor

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javimartin
Respuestas: 2
Topic starter
(@javimartin)
New Member
Registrado: hace 18 años

Hola a todos!

Antes de nada, presentarme 😀 Soy un estudiante de Diseño Industrial realizando su proyecto en el Instituto Fraunhofer /IPA de Stuttgart.

Estoy realizando mi proyecto de fin de carrera rediseñando un brazo robótico. Pero me ha surgido una gran duda que no puedo resolver. Os pido vuestra ayuda.

Se trata de como puedo saber ó calcular la fuerza necesaria( es decir, las caracterísitcas del servomotor a utilizar) para que una mano robótica de dos dedos pueda sujetar un objeto.

Un único motor va a ser el encargado de abrir y cerrar los dos dedos y aplicar la fuerza correspondiente a los distintos objetos(la fuerza estará controlada por sensores de presión en los dedos). Adjunto una imagen del mecanismo apra que os podais ahcer una idea.

La carga máxima que el brazo debe de poder soportar es de unos 20 Kg.

¿Como puedo saber las características necesarias del motor?

Estoy muy perdido, porloque espero me puedan ayudar.

Un cordial saludo

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4 respuestas
heli
Respuestas: 748
 Heli
(@heli)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Tienes que descomponer el sistema mecánico en varios más sencillos.
Desde los dedos a los dientes del piñón tienes una palanca, con el punto de apoyo en el eje de giro. El piñón y el tornillo sinfín forman un reductor, donde el factor es número de dientes del piñón partido por 1 (para un tornillo sinfin de un hilo, 2 para 2 hilos etc).
En consecuencia tienes un reductor, que es el tornillo sinfin-piñón y un multiplicador que es la palanca piñón-dedo (también puedes considerar el que el dedo aplica la fuerza de una circunferencia de rádio punta del dedo-eje, el resultado es el mismo).
Resumiendo fuerza en el dedo * distancia al eje del dedo(rádio) = par en el piñón. Par en el piñón * 1/dientes = par en el eje del motor.
Creo que me he explicado bien (y qu eno he cometido herrores)...

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garrocha
Respuestas: 1110
(@garrocha)
Ardero
Registrado: hace 19 años

un detalle que se me ocurre deberias tener en cuenta es el coeficiente de rozamiento de las"llemas de los dedos" ya que sera decisivo a la hora de sostener con mas o menos fuerza el objeto, no es lo mismo que la superficie sea muy pulida (por ejemplo el metacrilato, por si se te ocurrio como material constructivo :)) o muy rugosa como el papel de lija, por supuesto con el papel de lija las cosas se agarraran mejor (aunque pueden acabar de pena xDD)

Saludos

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javimartin
Respuestas: 2
Topic starter
(@javimartin)
New Member
Registrado: hace 18 años

Muuuchas gracias a los dos.

Ando bastante pez en mecánica 🙄

Voy a poner en práctica las indicaciones que me habeis comentado.

Sobre el coeficiente de rozamiento, ya lo tengo pensado, puesto que los objetos van a ser asidos por los sensores de presión recubiertos por silicona ó algún polímero antideslizante.

Tengo una duda respecto a la fuerza necesaria. Si tengo que sujetar objetos de 20 kg, ¿que fuerza necesita el motor más ó menos? 20N? Es en esto donde ando más perdido.

Espero me puedan echar una mano.

Un saludo

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heli
Respuestas: 748
 Heli
(@heli)
Ardero
Registrado: hace 19 años

Eso que pides es muuuucho más complicado.
Para conocer la fuerza que aplicará el motor sobre los dedos (o al revés, sabiendo cuanta fuerza quiero en los dedos qué motor necesito) basta con aplicar las fórmulas de mi anterior post.
Para saber cuanta fuerza necesitan los dedos para sujetar un objeto tienes que tener en cuenta muchos otros factores, algunos difíciles de medir o averiguar.
El principal es el coeficiente de rozamiento del material que pongas en los dedos con el material de los objetos. Muy variable de unos materiales a otros y de unos objetos a otros, y casi imposible de encontrar tabulado. Otro es el ángulo que formará la pinza con la fuerza (para una pinza estática solo la fuerza solo es la de la gravedad 9.8ms2 * masa del objeto). Si la pinza o el brazo van a movese tienes que tener en cuenta las fuerzas de aceleración y sus ángulos.
Todo esto es un conjunto de vectores que tienes que resolver, pero muchos de los módulos no los conocerás, es complejo.
Para que te hagas una idea no haces la misma fuerza con dos dedos para sujetar 100g de madera que para sujetar 100g de hielo...
Con la muñeca sujetas 100g, pero para sujetar la madera apenas haces fuerza con los dos dedos, para sujetar el hilelo tienes que hacer mucha fuerza, y seguro que se te caerá.
Tendrás que presuponer una fuerza de rozamiento y hacer los calculos en función de ella...

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