Autor: Jesús Salido Tercero
Editorial: Alfaomega Grupo Editor (México)
Ra-Ma
Año de edición: Diciembre de 2009
ISBN: 9786077854432
Formato: Libro
Terminado: Rústica
Tamaño: 17 x 23 cm.
Número de páginas: 316
Reseña: En la actualidad la multitud de disciplinas relacionadas con la Cibernética como la Informática, Robótica, Control Automático e Inteligencia Artificial hace imposible abarcar en una única obra tal extensión de conocimientos; el objetivo de este texto es el acercamiento a todas estas disciplinas desde una perspectiva práctica en la que se escoge uno de los problemas tratados por los estudiosos del tema, con este fin se ha elegido el trabajo con robots móviles educativos por tratarse de una aplicación que suscita motivación y grandes dosis de fascinación entre los interesados en áreas técnicas.
A lo largo del texto se aborda la construcción de robots educativos empleándolos como plataforma de experimentación y estudio de los sistemas autorregulados Con ello se ha pretendido ofrecer un texto introductorio para todo aquel estudiante interesado en el control de robots autónomos y áreas tecnológicas afines. En definitiva es un libro original, teórico-práctico, con calidad innovadora e intención didáctica, que permitirá que los estudiantes se inicien en el estudio y aplicación de las ciencias y la tecnología desde una perspectiva constructiva y transformadora.
Conozca los fundamentos de la ingeniería de sistemas, cibernética, informática, robótica, control y automatización e inteligencia Artificial aplicados a la robótica móvil Como estas áreas de conocimiento se integran en la realización de un proyecto común Aprenda cómo dotar a un robot de autonomía e inteligencia que le permitan completar una tarea concreta, los conceptos y aplicación de programación concurrente, sistemas de tiempo real inteligencia artificial, interfaces y periféricos, control inteligente entre otros.
Realice la integración de diferentes áreas de conocimiento para la construcción, desarrollo y programación de robots móviles un proyecto real, tangible con la construcción de un robot dotándolo de los componentes básicos para considerarlo un sistema cibernético con sensores, motores, chasis, controlador y alimentación eléctrica.
Tabla de contenidos
Índice general
Prologo
Agradecimientos
1 Introducción
1.1 Inicios y desarrollo de la cibernética
1.2 La Teoría de Sistemas de Control Autorregulados
1.2.1 La definición de sistema y su modelado
1.2.2 Componentes de un sistema de regulación
1.3 Disciplinas relacionadas con la Cibernética
2 .Conceptos básicos de robótica
2.1. ¿Que es un robot?
2.2 .Robots estacionarios
2.2.1. Características de los robots manipuladores industriales
2.2.2 Aplicaciones de los robots industriales
2.2.3 .Nuevos sectores de aplicación
2.3 Robots móviles
2.3.1 Vehículos AGV
2.3.2 Robots movies autonomous
3. Sistemas de locomoción de robots
3.1 Métodos de locomoción de robots terrestres
3.1.1 Locomoción mediante patas
3.1.2 Locomoción mediante ruedas
3.1.3 Locomoción mediante orugas
3.1.4 Sistemas híbridos de locomoción
3.2. Sistemas de locomoción con ruedas
3.2.1 Sistema motriz diferencial
3.2.2 Sistema motriz Eckermann
3.2.3 Sistema motriz síncrono
3.2.4 Sistema motriz diferencial dual
3.3. La estructura mecánica de los robots
3.4. Cinemática de robots móviles
3.4.1. Problema cinemático directo e inverso
3.4.2. Cinemática directa de un robot con sistema motriz diferencial
3.4.2.1 Análisis de casos singulares
3.4.2.2. Edometría
3.4.2.3. Consideraciones finales sobre el modelo
3.4.3. El problema cinemático inverso
4 .Hardware de control
4.1. Lógica cableada vs lógica programada
4.1.1 Lógica cableada
4.1.2 Lógica programada
4.2 .Microcontroladores
4.21. Criterios de selección de microcontroladores
4.22 .Microcontroladores empleados en Robótica móvil
4.3 Computadores en placa
4.3.1. La Inteligente Interfaz de fischertechnik
4.3.2. PC-104
4.4. Computadores de propósito general
5. Control de robots móviles
5.1 El control global de robots autónomos
5.1.1 El entorno de trabajo de los robots autónomos
5.1.11 Entornos estructurados
5.1.12 Entornos semiestructurados
5.1.13 Entornos no estructurados
5.1.2 Características del control de un robot móvil
5.2. Programación: robots vs proceso de datos
5.3. Arquitectura de controladores en un robot autónomo
5.3.1. Control continuo de velocidad en bucle abierto
5.3.2. Control continuo proporcional en bucle cerrado
5.3.3. Control continuo mediante el controlador PID
5.3.4. Controladores continuos ((todo/nada))
5.3.5. Saturación, zona muerta y holgura
5.4. Paradigmas de control global de robots autónomos
5.4.1. Paradigma Funcional
5.4.2. Paradigma Basado en Comportamientos
5.4.2.1 Ventajas de las arquitecturas reactivas
5.4.2.2. Debilidades de las arquitecturas reactivas
5.4.3. Arquitecturas de control hibridas o de tres capas
6 .Programación de robots no móviles
6.1. Introducción
6.2. Métodos de programación de robots
6.2.1. Programación de robots industriales de manipulación
6.2.2 .Programación de robots móviles
6.2.3 Sistemas Operativos empleados en Robótica
6.2.3.1 Robots con SO multitarea de propósito general y RTOS
6.2.3.2 Sistemas Operativos específicos de robots
6.2.3.3 Arquitecturas software para control de robots
6.3 El robot educativo Edubot
6.3.1. Actuadores en el robot Edubot
6.3.2. Sensores en el robot Edubot
6.3.3. Los comportamientos primitivos de Edubot
6.4 Los comportamientos como módulos de control
6.5 El modulo de arbitraje
6.6 Tolerancia a fallos
6.7 Concurrencia en el control de robots móviles
6.8 Programación de comportamientos
6.8.1. Implementación de comportamientos continuos
6.8.2. Implementación de comportamientos secuenciales
6.8.3. Implementación del módulo de arbitraje
6.9. Programación textual de robots con Interactive C
6.9.1. El programa principal del robot
6.9.2. El comportamiento ((avanzar))
6.9.3. El comportamiento ((polilla))
6.9.4. El comportamiento ((escapar))
6.9.5. El modulo de arbitraje
6.10. PBC de robots con LLWin
6.10.1. Características principales de LLWin
6.10.2. Programación de un robot Zombi mediante LLWin
6.10.3. Programación secuencial de control basado en comportamientos con prioridad fija
6.10.4. Programación con almacenamiento de estado
6.1.1 Sensores diferenciales y comportamientos asociados
6.11.1. Comportamientos ((home)) y ((rastrear))
6.11.2. Comportamiento ((evitar))
6.12. Otros comportamientos elementales
6.12.1. Escape ante un muro
6.12.2. Seguimiento de un muro
6.12.3. Confinamiento y evitación de una región
6.12.4. Exploración de una región
6.12.4.1. Exploración determinista de un área
6.12.4.2. Exploración probabilística de un área
7. Sistemas sensoriales
7.1. Los sensores en los sistemas autorregulados
7.1.1 Detectores y transductores
7.1.2 Conversión Analógica/Digital
7.1.3 Interfaces de E/S
7.2 .Características de los sensores
7.3 .Detectores de contacto
7.31. Aplicaciones de los detectores de contacto
7.3.2 Interruptores gravitatorios
7.3.3 Circuitos de interfaz
7.4 .Sensores ´ópticos y ultrasónicos
7.4.1 La fotorresistencia
7.4.2 El fotodiodo y el fototransistor
7.4.3 Detectores ´ópticos de proximidad
7.4.4 Sensores de movimiento
7.4.5 Sensores de ultrasonidos
7.5 Codificadores de posición
7.5.1 Codificadores ´ópticos absolutos
7.5.2 Codificadores ´ópticos incrementales
7.6. Otros sensores empleados en robótica
7.6.1 Micrófonos
7.6.2 Cámaras de visión
7.6.3 Láser de rango
7.6.4 Brújulas e inclinó metros
7.6.5 GPS
8 .Dispositivos de actuación
8.1. Actuadores en Robótica
8.1.1 Solenoides
8.1.2 Relés electromecánicos
8.2. Principios de funcionamiento de motores CC
8.2.1. Ley de Lorentz
8.2.2. Ley de Faraday
8.2.3. Funcionamiento de un motor CC–PM
8.3 Análisis del comportamiento de motores CC–PM
8.3.1 Intensidad y velocidad angular en función del par motor
8.3.2 Potencia mecánica y eficiencia en función del par motor
8.3.3 Influencia de la tensión de alimentación
8.4. Selección de motores eléctricos comerciales
8.5. Control de motores eléctricos y dispositivos de conmutación
8.5.1. El puente en H
8.5.2. Control de motores mediante PWM
8.6 Otros motores CC empleados en Robótica móvil
8.6.1 Motores servo RC
8.6.2 Motores ((paso a paso))
9 .Sistemas meca nichos de transmisión de potencia
91. Acoplamientos entre motores y ejes motrices
9.2. Engranajes
9.3 Reductoras
9.3.1 Trenes de engranajes
9.3.2 Otras reductoras
9.4 Cadenas y correas de transmisión
9.5. Transformación entre movimiento lineal y de giro
10. Alimenticio´ n eléctrica de sistemas auto´ nonos
10.1 Introducción
10.2 Pilas eléctricas
10.2.1 Funcionamiento de una pila eléctrica
10.2.2 Características de las pilas eléctricas
10.2.3 Baterías para robots
10.2.4. Recarga de baterías
10.3 Regulación de potencia
10.3.1 Reguladores lineales de tensión
10.3.2 Reguladores conmutados de tensión
10.4. Ruido eléctrico y técnicas de aislamiento
Bibliografía
Páginas web
Índice alfabético
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