Los servoactuadores hidráulicos de Kyntronics presentan una gran densidad de fuerza, pues ofrecen una alta capacidad de carga mediante dispositivos de diseño compacto. RMD Systems comparte el testimonio de la capacidad que tienen estos servoactuadores hidráulicos para la robótica en el sector militar.
RMD Systems es una empresa estadounidense que se dedica a proveer ingeniería para robótica avanzada y drones. Una de las aplicaciones que tuvo que desarrollar desde el diseño hasta su implementación fue un vehículo robótico de carga para uso militar.
El requerimiento para RMD consistía en una plataforma que debía avanzar por el terreno mediante patas largas semejantes a las de una araña; el objetivo de este vehículo robótico era transportar carga sensible para uso militar.
Este tipo de aplicaciones son diseñadas específicamente para llevar provisiones a campo; por sus siglas en inglés son conocidas como AFSV (Autonomous Field Supply Vehicle). Como tal, esta aplicación debía soportar 2 000 lb de carga altamente sensible a choques y vibraciones.
RMD necesitaba, entre otras cosas, actuadores compactos con la capacidad para proveer gran fuerza. Asimismo, tales actuadores debían resistir los factores del entorno exterior, presentar eficiencia energética y soportar carga de choque.
RMD decidió utilizar servoactuadores hidráulicos para su robótica luego de realizar varias pruebas durante la fase de diseño:
- Una solución de tecnología meramente hidráulica resultaba muy pesada y compleja debido a los requerimientos de infraestructura tales como mangueras, válvulas o tubos.
- Por otro lado, la tecnología completamente electromecánica, para este caso, no ofrecía la fuerza suficiente ni la capacidad para soportar choques e impactos sobre los actuadores.
Los servoactuadores hidráulicos de Kyntronics, en cambio, presentaban el escenario ideal para este robot: fuerza, durabilidad, poco peso, así como una fácil integración a la aplicación. Además, la válvula dentro del actuador de Kyntronics permite sostener carga estática sin consumir energía.
¿Por qué utilizar los servoactuadores hidráulicos para robótica?
Para comprender todavía mejor los motivos por los que Kyntronics ofrece los servoactuadores hidráulicos ideales para aplicaciones robóticas de alta exigencia (como las fabricadas por RMD), recordemos algunos de los aspectos que caracterizan a dichos servoactuadores:
- Ofrecen un equipo todo en uno porque fusionan el poder de la hidráulica con la precisión del servocontrol; gracias a ello, alcanzan hasta 170 000 lb, lo que equivale a 755 kN.
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- Los servoactuadores hidráulicos de Kyntronics tienen el motor, el accionamiento y el actuador integrados en la misma unidad.
- Presentan alta eficiencia energética, gracias a la potencia bajo demanda (son hasta un 50 % más eficientes).
- No requieren mantenimiento, pues no utilizan filtros que se deban cambiar ni líquidos que se deban estar agregando.
- No exigen infraestructura hidráulica (mangueras, accesorios o válvulas susceptibles de tener fugas).
- Tienen capacidad de alto impacto y vibración, por lo que, son la solución ideal para cargas repetidas de alto impacto.
- Incluyen servocontrol preciso en fuerza y posición, así que se desempeñan sin juego mecánico y no requieren freno.
● Cuentan con protección IP65, lo que significa que son totalmente herméticos, por lo que, están protegidos contra el polvo, partículas y chorros de agua de baja presión.
● El método de transmisión de potencia es fluido hidráulico (prácticamente incompresible).
● No tienen componentes metálicos que se desgasten.
● El servomotor puede ser instalado en línea, en paralelo o en ángulo recto.
● Admiten diversos protocolos de comunicación: Modbus RT, Motbus TCP, PROFIBUS, PROFINET, Ethernet/IP y EtherCAT.
El desempeño de los servoactuadores hidráulicos en el robot AFSV
El diseño del robot AFSV emula la estructura básica de las patas de un insecto, cuyas partes conviene mencionar son la coxa, el fémur y la tibia tal como se muestra a continuación en un esquema bastante simplificado, pero que nos sirve de referencia para comprender la ubicación y función de los servoactuadores hidráulicos integrados en el AFSV.
Pues bien, en las siguientes imágenes se ilustra cómo fueron integrados los servoactuadores hidráulicos de Kyntronics (SHA) a las diferentes partes del vehículo fabricado por RMD.
Servoactuador hidráulico para vehículo robótico.
Servoactuador hidráulico para vehículo robótico.
Servoactuador hidráulico para vehículo robótico.
El vehículo robótico diseñado, construido y probado por RMD, utilizó tres servoactuadores hidráulicos con configuraciones diferentes, según los requerimientos de fuerza y velocidad de cada articulación (coxa, fémur y tibia).
Además, los servoactuadores hidráulicos fueron integrados al vehículo robótico mediante el software de control del motor, el cual utiliza la retroalimentación de fuerza y posición obtenida de los actuadores para controlar las patas y el cuerpo del vehículo.
La configuración completa, pues, dio como resultado un sistema de transporte que camina de forma omnidireccional con un movimiento controlado de seis grados de libertad y que puede avanzar por varios tipos de terrenos mientras soporta una carga útil de manera completamente segura.
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