Por montes y valles – Robots en misión de exploración.

Los sistemas robóticos inteligentes se emplean cada vez más a menudo en gestión de desastres, servicios de rescate y urgencia médica, es decir, allí donde existe peligro para las personas. Estos robots, que realizan tareas de búsqueda de supervivientes después de una explosión, un terremoto u otras catástrofes naturales, o que permiten a los seres humanos examinar áreas inaccesibles, se convierten hoy en día en imprescindibles ayudantes. Los potentes motores EC de maxon motor accionan el robot japonés de rescate “Quince”.

Los robots que se emplean en zonas catastróficas deben tener un alto nivel de adaptabilidad. Deben ser relativamente pequeños, no demasiado pesados y lo suficientemente maniobrables para penetrar por grietas o pasadizos estrechos hasta el interior de un edificio. Además, los terrenos difíciles no deben suponer ningún obstáculo. Estos robots de rescate se introducen en edificios para detectar allí la posible presencia de gases, radiaciones u otros peligros mortales antes de que los equipos de rescate humanos puedan rastrear la zona. El robot Quince ha demostrado que posee todas estas cualidades. Tras el fuerte terremoto en Japón y el consiguiente desastre nuclear de Fukushima, Quince consiguió llegar hasta los pisos superiores de la central eléctrica en ruinas, en junio de 2011. Allí realizó mediciones de radioactividad y envió imágenes en alta definición al mundo exterior (véase el código QR). El robot fue capaz de suministrar valiosas informaciones de áreas a las que ningún ser humano podía acceder.

Quince pesa 27 kilogramos y dispone de cuatro mecanismos móviles de tracción por orugas (flippers). Estos flippers se adaptan automáticamente a la posición angular de la superficie sobre la que se desplazan, independientemente de que se trate de una escalera empinada o de terrenos accidentados. El contacto con el suelo es, por ello, un requisito muy importante. Este contacto se analiza mediante la medición de la potencia absorbida por los motores de los flippers.

Además, sensores PSD (Position Sensitive Device, dispositivos detectores de posición), situados en los flippers delanteros y traseros, miden la distancia al suelo. Aparte de un brazo prensil mecánico (véase la imagen 2), también es posible instalar dos escáneres de láser en los robots, capaces de registrar con exactitud la estructura del terreno.

Además, Quince dispone de una “Birds Eye Camera” (cámara de vista de pájaro) y, con una velocidad de 1,6 metros por segundo, el robot es bastante rápido. Para su control, el operador debe indicar la dirección del robot. Sin embargo, es el robot mismo el que determina la posición óptima de los flippers para atravesar diferentes superficies, como por ejemplo una escalera. Los nuevos modelos de Quince han sido equipados con un dispositivo adicional para la recogida de polvo radioactivo o partículas ultrafinas, así como con un escáner 3D. Para garantizar que no se pierda ningún robot, se puede realizar una conexión a una red inalámbrica, ya que solo así es posible continuar dirigiendo el robot cuando se rompe el cable de conexión.

El robot de rescate fue desarrollado por Eiji Koyanagi, Vicedirector del Centro de Tecnología Robótica Futura (fuRO) del Instituto Tecnológico de Chiba. Koyanagi comenzó su carrera como profesor de escuela y con 51 años llegó a ser catedrático. Por ello, su experiencia profesional es completamente diferente a la de otros investigadores de la robótica. Quince ha sido especialmente diseñado para condiciones extremas en ambientes demasiado peligrosos para los seres humanos. Su ámbito de aplicación se encuentra principalmente en zonas catastróficas. “Cuando se desarrolla un robot, primero se debe pensar en las tareas que tendrá que realizar más tarde. Este es el mayor desafío”, explica Koyanagi. Hasta ahora se han construido ocho unidades del robot Quince. Pero antes de que esto ocurra deben ser operativos al 100 por cien todos los componentes. A tal efecto se llevaron a cabo numerosas pruebas en el campo de entrenamiento “Disaster City” en College Station, Texas. Quince fue el único robot que completó todo el circuito del campo en el marco de una competición RoboCup. Para la preparación de su intervención en el interior de la central nuclear Fukushima Daiichi fueron necesarias algunas especificaciones. “Las condiciones en los edificios del reactor nuclear son extremadamente severas. Si hubiésemos intentado enviar el Quince sin modificaciones, esto habría supuesto probablemente su fin”, dice Koyanagi. Por ello, el robot tenía que ser capaz de salir ileso de una caída desde cerca de dos metros de altura, así como de operar en gran parte sin mantenimiento.

Potentes motores para cada obstáculo
En lo que a selección de los motores se refiere, fuRO también dependía de motores fiables. Estos motores debían combinar una gran potencia con una alta eficacia y tener a la vez un tamaño y un peso reducidos. Estas fueron exactamente las condiciones que cumplían los motores maxon, explica Koyanagi. Seis potentes motores maxon garantizan el accionamiento. En cada una de las dos orugas principales se encuentran instalados dos motores EC-4pole 30, de corriente continua y sin escobillas, los cuales proporcionan 200 W. Estos potentes motores de 4 polos cumplen bien con su cometido cuando Quince se abre camino en terrenos irregulares. Cuatro motores adicionales (EC 22) accionan los mecanismos móviles de tracción por orugas (flippers), los cuales adaptan automáticamente su posición angular a la superficie sobre la que se desplazan. La unidad de escáner 3D de Quince se mueve a la posición correcta accionado por un RE-max 24. Gracias a su tecnología especial de bobinado y a los imanes de cuatro polos, los motores maxon EC 4-pole resultan imbatibles a la hora de ofrecer la máxima potencia por unidad de volumen y peso. Los motores ofrecen un elevado rendimiento, una dinámica de regulación excelente y no presentan rizo de par. La carcasa metálica asegura además una buena disipación del calor y estabilidad mecánica. Todos los motores de las orugas han sido combinados con el reductor planetario GP 32 HP (High Power) con encoder MR. Este reductor ha sido adaptado especialmente para el cliente, instalando en él un rodamiento de bolas grande y un eje de motor reforzado. Con este potente motor, Quince es capaz de superar cualquier obstáculo sin problemas.

 © maxon motor ag

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