Aplicaciones De Los Mecanismos

Aplicaciones De Los Mecanismos En sistemas Mecatronicos

La investigación y el desarrollo en la Mecatrónica abarcan el diseño de dispositivos que combinan estructuras mecánicas con circuitos controladores electrónicos. Con el paso de los años, los productos se han vuelto más inteligentes –empleando óptica, energías renovables, ciencias de la computación, control automático y otras disciplinas– y ahora utilizan nuevas tecnologías de software, robótica y manufactura integrada por computadora. Con la aplicación de nuevas técnicas de manufactura los productos se están haciendo más compactos, generando un gran crecimiento aplicado a dispositivos microelectrónicos como sensores, actuadores, motores, máquinas y robots, con aplicaciones en muchos campos de investigación e ingeniería.

Hoy en dia hay muchas aplicaciones de los mecanismos en los sistemas mecatronicos por ejemplo en los robots se necesitan mecanismos para poder hacer que la mano se mueva o cualquier parte del robot necesita de un mecanismo para realizar movimientos y posteriormente instalar los sensores y todo lo que se nesesite para qe los realice pero el principio son los mecanismos utilizados.

ESLABON

Los cuerpos sólidos que forman parte de un mecanismo se denominan (eslabones). Un eslabón tiene dos o más pares o elementos de conexión, por medio de los cuales se pueden unir a otros elementos con el fin de transmitir fuerza o movimiento.

Un eslabón tiene en ambos extremos la posibilidad de conectarse con otros dos eslabones. Sin embargo, esto se puede extender a tres o cuatro o incluso hasta más conexiones, como se muestra en la figura 1.1

Figura 1.1 Se muestran diferentes eslabones

Algunos eslabones conocidos son: el cigueñal, labiela, el pistón, el rodillo, el engrane, etc.

Ahora se pueden dividir los eslabones de acuerdo a su movimiento, como se muestra a continuación

1.- BANCADA.- es cualquier eslabón o eslabones que están fijos (inmóviles) respecto a un marco de referencia.

2.- MANIVELA.- es un eslabón que realiza una revolución completa y esta pivotada a la bancada.

3.- BALANCIN.- es un eslabón que tiene rotación oscilatoria de (vaiven) y esta pivotada a la bancada.

4.- ACOPLADOR.- (o biela).- es un eslabón que tiene movimiento complejo (rotación y traslación) y no esta pivotado a la bancada.

Tipos De Movimiento

Rotación pura: El cuerpo posee un punto (centro de rotación) que no tiene movimiento con respecto al marco de referencia estacionario. Todos los demás puntos del cuerpo describen arcos respecto a ese centro. Una línea de referencia marcada en el cuerpo a través de su centro cambia únicamente en orientación angular.

Traslación pura: Todos los puntos en el cuerpo describen trayectorias paralelas (curvas o rectas). Una línea de referencia trazada en el cuerpo cambia su posición lineal pero no su orientación o posición angular.

Movimiento complejo: Es una combinación simultánea de rotación y traslación.

PARES

Se llaman pares cinematicos a las formas geometricas mdiante las cuales se unen dos eslabones de un mecanismo de manera que el movimiento relativo entre ambos sea consistente, como se muestra en la figura 1.3.

Figura 1.3 pares cinemáticos

PARES INFERIORES

La unión articulada mediante la cual se conectan dos eslabones que tienen contacto superficial, como la unión de un perno, como se muestra en la figura 1.4

Figura 1.4 pares inferiores

La tabla1.1 muestra los pares inferiores más comunes

PARES SUPERIORES

Si la conexión ocurre en un punto o a lo largo de una línea tal como un rodamiento de bolas o entre los dientes de un engrane en contacto se le conoce como par superior, como se muestra en la figura 1.5

Figura 1.5 pares superiores

La tabla 1.2 muestra los pares superiores más comunes

Un par que sólo permite rotación relativa es un par de giro o revoluta y puede ser inferior o superior dependiendo de que se emplee un perno y buje o un rodamiento de bolas para la conexión.

Un par que sólo permite el deslizamiento es un par deslizante, es un par inferior, por ejemplo: entre el pistón y la pared del cilindro.

Los pares cinematicos son el aspecto mas importante de examinar en un mecanismo durante su análisis permiten el movimiento relativo en alguna dirección mientras lo restringen el movimiento en otras direcciones.

Los tipos de movimiento permiten y están relacionados con el número de grados de libertad (degrees of freedom) (dof) en el par cinemático. El número de grados de libertad de la junta cinemática es igual al número de cordenadas independientes que se necesitan para especificar solamente la posición de uneslabón relativo para otra restricción por la junta cinemática.

Los pares superiores algunas veces son reemplazados por pares inferiores equivalentes. Por ejemplo un perno sobre una ranura es como la combinación de un par de revoluta y un par prismatico, esto se logra aumentando elementos al mecanismo. En ambos casos un par inferior es reemplazado por un contacto de rodamiento o junta compuesta, en este caso se dice que los dos mecanismos son cinematicamente equivalentes.

El número de grados de libertad de un par cinemático es el número mínimo de parámetros independiente requeridos para definir la posición de todos los puntos de un cuerpo que están conectados relativamente a un marco de referencia fijo a otro. El término conectividad se usa para designar la libertad de un cuerpo, siempre a través de un par cinemático, que puede ser tal cosa que sea muy complicada como un rodamiento antifricción.

MOVILIDAD

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