jueves, 29 de diciembre de 2011

Robótica fácil: Excavadora hidráulica

Una excavadora hidráulica es un equipo de excavación y carga, pero gracias a sus numerosos accesorios también puede ser usada por ejemplo para el corte de acero, el rompimiento de concreto, el taladro de hoyos en la tierra.

Figura 1. Excavadora hidráulica [1]


Las excavadoras cuentan con tres partes principales, la cuales de describen brevemente a continuación:

Unidad de propulsión: esta parte de la excavadora que permite su desplazamiento hacia la zona de trabajo, sirve de base para la estructura superior.  Se puede encontrar dos formas de locomoción: mediante ruedas o mediante orugas.

Unidad giratoria: esta parte de la excavadora incluye una cabina giratoria y todo el sistema de control (motores, sistema hidráulico, etc.)

Estructura manipuladora: Esta máquina hidráulica móvil tiene una estructura de manipulación  compuesta por la pluma (Boom), el brazo (Stick ) y un cucharón (bucket).  El brazo (también llamado balancín) y la pluma son los eslabones principales y el cucharón es el efector final móvil de la maquina. El cucharón es el recipiente en el cual se deposita el material. Está provisto de dientes en su borde para facilitar el arranque de los materiales



Figura  2. Partes de la mini excavadora 



Los movimientos básicos que tiene una excavadora hidráulica son los siguientes:
  • Movimiento del cucharón hacia arriba y hacia abajo (183°)  
  • Movimiento del brazo hacia arriba y hacia abajo (119°)
  • Movimiento de la pluma hacia arriba y hacia abajo (131°)
  • Movimiento giratorio de la cabina (360° )



Figura 3.Esquema de los DOF de la excavadora 


El movimiento de la estructura manipuladora se logra al combinar tres o más cilindros hidráulicos. El operador en la cabina controla cada cilindro por separado  logrando así el movimiento deseado. A continuación describimos cada uno de los cilindros.

  • Cilindros de elevación: Son dos cilindros hidráulicos apoyados en el tractor con conexión en el codo de la pluma. Estos cilindros permiten elevar o bajar la pluma.
  • Cilindro del brazo: Es un cilindro hidráulico apoyado  en la pluma y conectado en el extremo anterior del  brazo. Este cilindro permite controlar los movimientos del brazo.
  • El cilindro del cucharón: Es un cilindro hidráulico apoyado en el brazo y conectado con el cucharón. Este  cilindro es encargado de controlar los movimientos del cucharón.



Para la estimación del ángulo de la articulación del brazo dos acelerómetros biaxiales son montados en los eslabones pluma y brazo. En la figura 4 se puede observar la localización de los  acelerómetros.

Figura 4. Localización de los acelerómetros biaxiales en una mini excavadora takeuchi 

Se pueden encontrar una variedad de modelos de excavadoras por ejemplo: la retroexcavadora, excavadora giratoria y la excavadora compacta o mini excavadora. 


Figura  5. Excavadora con jeringas [2]



En el siguiente link se puede encontrar la guía para la construcción de una excavadora hidráulica con jeringas: 




Es importante tener en cuenta que esta excavadora hidráulica con jeringas solo puedes levantar objetos de poco peso, si se desea manipular objetos de gran peso se debe remplazar las jeringas por cilindros hidráulicos.

El siguiente vídeo muestra en acción una excavadora hidráulica con jeringas. 






Fuentes

5 comentarios:

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    excavadoras

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  3. Me gusto mucho la explicación de la excavadora hidráulica, tuve algunas dudas pero muy rápido comprendí todo con el vídeo.
    Muy ingeniosos y al tener en cuenta todas las partes que esta debería tener.

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  4. hola, por favor me prodian aclarar si una máquina excavadora y retroexcavadora es un robot? y el por qué?
    Gracias

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