1. www.espol.edu.ec
www.fiec.espol.edu.ec
Capítulo 2
Morfología del robot
2.1 Introducción
El cuerpo humano es una máquina casi perfecta:
• Es (usualmente) inteligente.
• Puede levantar cargas pesadas.
• Puede moverse por sí mismo.
• Tiene mecanismos protectores incorporados para alimentarse cuando esta
hambriento o correr cuando se siente amenazado.
Los robots se modelan a menudo al ser humano, aunque sea en funcionalidad. Los
científicos e investigadores han tratado de duplicar el cuerpo humano: creando máquinas
con inteligencia, fuerza, movilidad y mecanismos autosensoriales. Quizás esto algún día
sea una realidad.
La naturaleza provee un modelo llamativo para los experimentadores a imitarla, y está en
nosotros en tomar el desafío. Algunos de los mecanismos de la naturaleza pueden ser
duplicados en cierto grado.
Se pueden construir robots con ojos para ver, oídos para escuchar, una boca para hablar y
accesorios y sistemas de locomoción para manipular el ambiente y explorar los
alrededores.
Todo esto es una buena teoría, ¿pero qué en la vida real? ¿Exactamente que constituye un
robot real? ¡Cuáles son las partes básicas que debe tener una máquina antes de que pueda
ser llamada “robot”?
Vamos a tomar una mirada cercana sobre la anatomía de los robots y la clase de
materiales que se usan para construirlos.
2.2 Atados vs. Auto-Contenidos
La parte de la gente que opina que un robot es una máquina autónoma que necesita de
instrucciones ocasionales de su maestro para llevar a cabo varias de sus tareas, dice que el
robot es una máquina auto-contenida.

2. Un robot auto-contenido tiene su propio sistema de poder, cerebro, llantas (o patas u
orugas), y dispositivos de manipulación. Este robot no depende de algún otro mecanismo
o sistema para ejecutar sus tareas.
Decimos que un robot es atado cuando el mecanismo que hace la tarea es el robot en sí
mismo, el soporte electrónico o componentes pueden estar separados y el enlace entre el
robot y sus componentes de control pueden ser un cable, una onda de luz infrarroja o una
señal de radio.
2.3 Móvil vs. Estacionario
Los tipos de robots más comunes, utilizados en fábricas, son de tipo estacionario.
Los robots móviles son diseñados para moverse de un sitio a otro. Llantas, orugas o patas
permiten al robot atravesar un terreno.
2.4 Autónomo vs. Teleoperado
Con los robots autónomos, no hay un operador humano, no hay un control remoto, no hay
un “hombre detrás de la cortina”
Un robot teleoperado es comandado por un humano y operado a control remoto.
El robot que exploró la superficie de Marte (Rover Sojourner) es un robot en parte
autónomo y parte teleoperado.
2.5 El cuerpo del robot
2.5.1 Estructuras esqueléticas
En la naturaleza y en la robótica, cuantos tipos de estructuras de soporte?
Hay 2 principales:
• Endoesqueleto.
La estructura esquelética del endoesqueleto está adentro; los órganos,
músculos, tejidos y piel están fuera de los “huesos”.
• Exoesqueleto.
La estructura esquelética del exoesqueleto tiene los “huesos” afuera de
los órganos y músculos.
2.5.2 Construcción del marco.
El marco es la estructura principal donde se conectan los motores,
baterías, tarjetas de circuito, y cualquier otro componente.

3. De qué material puede estar hecho la estructura principal del robot?
Madera, plástico o metal.
De qué formas puede estar hecho la estructura principal del robot?
Caja, cilíndrica, humana(?), cualquier forma.
2.5.3 Tamaño y forma.
El tamaño y forma del robot pueden variar enormemente, y el tamaño por
sí mismo no determina la inteligencia de la máquina.
Categorías:
- Turtle (tortuga): Simples y compactos.
- Vehicle (vehículo): Autómatas con ruedas. Rover Sojourner de la
NASA.
- Rover: R2-D2. Son típicamente construidos con alguna capacidad
humana, como bombero o detección de intrusos. Algunos se asemejan
de cerca de un recolector de basura.
- Walker: Para moverse usan patas, no llantas ni orugas. La mayoría
tiene 6 patas, como un insecto, porque estas proveen un excelente
soporte y balance.
- Appendage (accesorio): Diseños usados específicamente con brazos
robóticos, donde el brazo está unido a un robot o es un mecanismo
independiente.
- Androide: Comportamiento humano. Humanoide: Apariencia humana
2.5.4 Carne y hueso.

4. Los metales son los mayores componentes del cuerpo de un robot. Sin
embargo hay una extensa lista de materiales alternos.
De que materiales puede estar hecho un robot?
- Aluminio.
- Acero.
- Lata, hierro y latón.
- Madera.
- Plástico.
- Tarjetas de espuma. Especialmente útil para pequeños robots donde el
peso tiene mucha importancia.
- Hoja de plástico expandida rígida.
2.6 Sistema de Energía
Nosotros ingerimos alimentos que son procesados por nuestro estómago e
intestinos para crear el combustible para nuestros músculos, huesos, piel y el resto
de nuestro cuerpo.
La mejor manera para hacer que nuestros robots funcionen es ir a la tienda y
compra r un par de pilas, conectar las baterías a los motores, circuitos y
demás partes, y eso es todo!
2.6.1 Tipos de baterías
Que tipo de baterías existen en el mercado?
- Las baterías generan corriente DC y vienen en dos categorías:
recargables y no recargables.
- Baterías no recargables: zinc, alcalinas, litio y mercurio.
- Baterías recargables: Ni-Cd, celdas de ácido selladas.
2.6.2 Fuentes de poder alternos
Las baterías son requeridas en la mayoría de robots Auto-Contenidos
porque el autómata no puede estar conectado por un cable de poder a un
tomacorriente. Eso no implica que no pueda usarse otra fuente de energía.
Que otro tipo de fuentes de energía para alimentar a un robot pueden
existir?
- Energía solar.
- Una alternativa a las baterías puede ser el uso de un regulador AC-DC
que provea de energía a los robots. Útil cuando se están haciendo
pruebas.

5. 2.6.3 Sistemas de presión
Hay otras dos formas de poder en los robots: Hidráulica y neumática.
¿A qué se refiere cada una de ellas?
Hidráulica: Usa la presión de ciertos aceites o fluidos para mover algún
acoplamiento. Ej. Retroexcavadora, pedal del freno.
Neumática: Usa la presión del aire para mover acoplamientos.
Ambos sistemas deben estar presurizados para trabajar, y esta
presurización es realizada por una bomba.
2.7 Sistemas de locomoción
Como se mencionó anteriormente, algunos robots no son diseñados para moverse
libremente (brazos robóticos). Pero esta es una excepción más que una regla para
los robots de hobby, que son típicamente diseñados para moverse en alguna
superficie.
¿Qué tipos de locomoción tienen los robots?
Llantas: Método más popular para dar movilidad al robot. Diferentes tamaños y
diferentes números, usualmente se usan dos llantas y uno o varios “casters” o
ruedas falsas.
Patas: Hay ciertas dificultades en el diseño y construcción de un robot con patas.
¿Cuantas patas tendrá el robot? ¿Como las patas impulsan al robot hacia
delante o hacia atrás?
Dos patas (bípedos): desafíos relacionados con el balance y control.
Cuatro patas (cuadrúpedos): Fáciles de balancear, pero una buena
locomoción y manejo son difíciles de conseguir.
Seis patas (hexápodos): Tienen buena velocidad sin caerse y pueden ser
más capaces para girar esquinas, caminar sobre un terreno desigual, y
hacer que los perros y gatos de los vecinos corran a esconderse!
Orugas: El diseño de los robots manejado por orugas es muy simple. Dos orugas,
una en cada lado del robot, actúan como llantas gigantes. Excelente tracción, pero
disipan mucha energía.

6. Brazos y manos
La habilidad de manipular objetos es un rasgo que tienen los humanos y algunos
animales.
Se pueden duplicar brazos robóticos con un par de motores, algunas barras de
metal, y algunos engranajes.
Recibe el nombre de manipulador o brazo de un robot, el conjunto de elementos
mecánicos que propician el movimiento del elemento terminal (aprehensor o
herramienta).
Manipuladores independientes (stand-alone) o en-construcción (built-on)
Independientes: robots utilizados en la manufactura de carros, tiene una
buena velocidad y una excelente precisión.
En-construcción: aquellos que forman parte de un robot.
Agarradores (grippers)
Las manos de un robot son comúnmente referidos como agarradores
(grippers). Existen de muchas clases de acuerdo al objeto que se desea
manipular: paralelos, angulares, radiales, centrales.
2.8 Dispositivos Sensores
Imagine un mundo sin vista, sonido, tacto, olor o sabor!
Qué tipos de sensores pueden ser adaptados a un robot?
• La sensibilidad al sonido es un sistema sensorial comúnmente dado a los
robots debido a su facilidad de detectarlo, por lo general se la utiliza para
aplicaciones de reconocimiento de voz.
• Sensibilidad a la luz.
• La vista de un robot es una materia completamente diferente. Visión por
computador.
• Sentido del tacto está confinado a la colisión de interruptores montados
alrededor de la periferia del robot.
• Los sentidos del gusto y olor generalmente no son implementados en
sistemas robóticos.
2.9 Dispositivos de salida
Son componentes que proporcionan información del robot hacia el exterior.

7. ¿Qué dispositivos de salida pueden tener los robots?
- Una pantalla de video
- Leds.
- Pantalla de 7 segmentos.
- Sonido?