La maquina neumática fue construida en 1650, esta tenia partes esenciales como el cuerpo de bomba y la platina. El cuerpo de bomba es un cilindro hueco  de manera horizontal que esta abierto en la parte derecha, donde se ajusta perfectamente un émbolo unido a una barra que termina en un mango de madera, con el fin de que pueda ser accionada con la mano. En el otro extremo del cilindro hay una válvula que se abre de izquierda a derecha y que se cierra en sentido contrario; en esta válvula con forma de T se abre al exterior a través de una rosca situada en el centro de una plataforma horizontal de forma circular llamada platina. La rosca tiene por objetivo poder atornillar diferentes aparatos como un globo de vidrio. Sobre la platina se coloca una campana de vidrio para permitir el enrarecimiento del aire, lográndose por accionar varias veces el mango de madera hacia dentro y hacia fuera. 

En la imagen se aprecia una maquina neumática con la siguientes características

Materiales:
   Cobre, acero, hierro fundido, castaño

Datación:
   Primer cuarto siglo XX

Inventor:
   Otto von Guericke (1620 - 1684)

También existen otras como la Bianchi

Esta máquina fue modificada con el fin de optimizar su rendimiento. Una mejora importante llegó con el diseño de la máquina neumática de dos cuerpos de bomba, en la que, los émbolos de los dos cuerpos se mueven en sentidos contrarios por la acción de un piñón; con esta disposición, la presión atmosférica se equilibra al actuar sobre los émbolos que se mueven en sentidos contrarios, y no hay que vencer, a parte de los rozamientos, más que la diferencia de presión entre el interior de los dos cuerpos de bomba.

        Un segundo perfeccionamiento se tradujo en la construcción de la Máquina de Bianchi, una de cuyas piezas se muestra en la fotografía.  En ésta desaparecen los dos cuerpos de bomba, habiendo dos juegos de válvulas y un sólo cilindro, de modo que en él se producen a la vez la aspiración y la expulsión del aire. El manubrio de un gran volante transmite el movimiento, por medio de una articulación mecánica, al vástago del pistón oscilante. 

Tiene las siguientes características:

Dimensiones:
   33 cm x 36 cm x 50 cm

Materiales: 

   Hierro fundido, acero 

Datación:
   Último cuarto siglo XIX

Inventor:
   B.U. Bianchi (1821 - ?)

La máquina neumática de Bianchi se utiliza para extraer el aire contenido en la campana.

Referencias:
http://www4.ujaen.es/~jamaroto/F25.HTML
http://ciencianet.com/solaparatos.html

Estas máquinas neumáticas presentan múltiples ventajas tales como:

Alto rendimiento y bajo consumo de aire

Buena la relación peso/rendimiento

Son máquinas robustas con motores de aletas y turbinas insensibles

Gracias a la carcasa del motor este está aislado del frío y de las vibraciones

Buena relación de revoluciones y potencia del motor, así se puede sobrecargar hasta parar sin que por ello se perjudique el motor

La sustitución de piezas sujetas a desgaste es fácil y económica

Algunas de las máquinas neumáticas pueden utilizarse con o sin aceite

Pistones 

Los pistones no son robots pero si son un ejemplo de maquinaria neumática, Estos se usan en las industrias como en la producción de chocolates. Una gran ejemplo es la compañía Costa en la producción de chocolates Mecano. Estos pistones ayudan a colocar el relleno en un cantidad especifica y reduce el tiempo de fabricación

Referencias:

http://www.revistatope.com/143_art_pferd_HER.html

Mi propio brazo neumático casero

Nivel: Difícil 

Primer paso: Fabricación del músculo

Los músculos de aire están disponibles en una gran variedad de tamaños en Shadow Robótics del Reino Unido. Pero para propósitos experimentales es bastante fácil hacer su propio músculo de aire en cualquier tamaño que se requiera.
El tubo interno es hecho de tubería de silicona suave. 

La manga trenzada es usada como conducto y protector flexible para el cableado eléctrico. Comprar una pequeña cantidad (6 pies) de 3/8 " de diámetro. el resto de materiales son tornillos largos de 3/8 " y una pequeña cantidad de alambre galvanizado numero 24 disponible en ferreterías locales.
Cortar un pedazo de 4 pulgadas de tubería de silicio. Insertar el tornillo en un extremo del tubo. Insertar un acoplador de aire de acuario en el otro extremo del tubo, ver la Figura 3. 

Figura 3 

Cortar un pedazo de 7 pulgadas de manga de red trenzada. Para evitar que los hilos del trenzado de los extremos de la manga se desaten, se debe chamuscarlos con un fósforo o una vela, ver la Figura 4. 

Figura 4

Evitar derretir demasiado los hilos de la manga.
Insertar el tubo de goma dentro de la manga trenzada. Alinear un extremo de la manga con el lado inferior de la cabeza del tornillo en el tubo de goma. Envolver tres o cuatro veces un pedazo de alambre numero 24 alrededor del extremo, asegurando la manga, tubería y parte roscada del tornillo. Entonces enrroscar los extremos del cable. Usar alicates para hacer esto tan apretado como sea posible. Cortar cualquier sobrante de alambre. Ver la Figura 5.

Figura 5

Para terminar el otro extremo, empujar hacia abajo la manga hasta que este alineada con el tubo de goma en el acoplador de aire. Enrollar un pedazo de alambre alrededor de este extremo, apretar el alambre con tenazas y cortar cualquier exceso. Ver la Figura 6. 

Figura 6

En este punto se puede presurizar el músculo de aire para verificar que los dos seguros no se escapen. Ya que el músculo de aire todavía no esta cargado sólo se usara una presión de 20 psi. Si hay fugas de aire, apretar el alambre.
Cortar dos pedazos de 14 pulgadas de alambre galvanizado. Estos se usaran para hacer los lazos mecánicos. Doblar el alambre en la mitad. Formar un lazo de 1 pulgada a partir del medio del alambre y torcer el cable en el extremo del lazo, ver la figura 7.

Figura 7

Después enrollar el lazo al extremo del músculo de aire como es mostrado en la figura 8. Hacer lo mismo al otro lado. Verificar que los lazos estén seguros y no se suelten.

Figura 8

Segundo paso: Pruebas

La primera prueba para realizar es una prueba estática. Se deberá tener protección de ojos cuando se presurice el músculo de aire. Asegurar con el lazo un extremo del músculo de aire a un objeto inmóvil. Al otro extremo del músculo de aire colocar un peso de 5-6 libras usando el otro lazo. Este peso estirara el músculo de aire. Presurizar el músculo de aire con aproximadamente 50-psi. El músculo de aire debería contraerse y levantar fácilmente el peso. Mientras este presurizado, escuchar para cualquier escape de aire. Reparar cualquier fuga de aire apretando el alambre del seguro. 

Tercer paso: Brazo mecánico

Para ilustrar la función y las medidas de la contracción obtenida con el primer músculo de aire, ver la figura 9. 

Figura 9

El músculo de aire esta montado a un pedazo de madera de 1 " x 2 " y aproximadamente 16 " de largo. Un extremo del lazo metálico del músculo de aire esta enganchado a un tornillo asegurado en la madera. Una goma gruesa esta enganchada al lazo metálico del otro extremo del músculo de aire. La banda de goma sera jalada hasta que el músculo de aire este totalmente extendido. No se deberá extender o jalar la banda de goma mas de esto. Asegurar un tornillo en la madera en este punto y enganchar la banda de goma aquí. Cuando se presurice el músculo de aire se puede medir su contracción. Al liberar la presión de aire del músculo este deberá extenderse hasta su posición 
relajada.

Cuarto paso: segundo brazo

Una palanca es un dispositivo mecánico simple. El dibujo lo muestra en la figura 10 y en la fotografía de la figura 11 se muestra una foto del mismo. La activación del músculo de aire hace que la palanca se eleve. En la palanca usamos una cantidad de bandas de goma como carga del músculo de aire.


      Figura 10

 Figura 11 y 12 respectivamente

La figura 12 ilustra como pueden ser configurados dos músculos de aire para proporcionar una fuerza contraria.

Ultimo paso: Control

Normalmente se usan válvulas de aire de 3 vías para controlar el músculo de aire ver la figura 13.
Para activar el músculo de aire, la válvula etiquetada 2 es abierta. Esto hace que el músculo de aire se contraiga. Una vez activado el músculo, la válvula*2 puede ser cerrada sin afectar el estado del músculo de aire. El músculo de aire se quedara en un estado contraído. Para relajar el músculo de aire, la presión de aire deberá ser liberada abriendo la válvula etiquetada *1

Figura 13

Referencias: 
http://desarrolloinnovaciontecnologica.blogspot.com/2010/01/robotica-brazos-neumaticos.html
www.robotikka.com

Airic’s arm

Ejemplo de Brazo Neumático

El brazo robotizado Airic’s_arm tiene huesos y músculos artificiales. Treinta músculos mueven la estructura ósea, compuesta de codo y radio, muñeca, huesos de la mano, articulación del hombro y omóplato, igual que en el ser humano.

Los músculos son productos de Festo y ya están muy difundidos en aplicaciones industriales bajo el nombre de «músculo neumático». Con esta tecnología, combinada con válvulas piezoeléctricas muy pequeñas, la compañía es capaz de regular las fuerzas y la rigidez de toda la construcción. La coordinación de estos actuadores está a cargo de sistemas mecatrónicos y de un software extremadamente eficiente.

En el futuro será posible ampliar el Airic’s_arm mediante detectores y sensores como, por ejemplo, cámaras y componentes para la percepción táctil. Además, también será posible desarrollar otras partes del cuerpo, como la espalda, la cadera y el cuello. Estas ampliaciones también serán interesantes para el sector de la robótica, ya que así será posible que un robot realice una cantidad mayor de trabajos arriesgados y peligrosos.

Brazo neumático

¿Cómo funcionan?

Estos funcionan a través de músculos de aire tienen uso en la robótica, biorobótica, biomecánica, como reemplazo artificial de miembros y en la industria. La principal razón por la que los investigadores y los aficionados prefieran los músculos de aire es la facilidad de empleo (comparado con los cilindros neumáticos estándar) y la fácil construcción. Los músculos de aire son suaves, de peso ligero y fáciles de adaptar, tienen una alta relación de potencia versus peso (400:1), pueden ser torcidos axialmente y usados sobre montajes nolineales, y proporcionar la fuerza contráctil alrededor de curvas. Los músculos de aire también pueden ser usados debajo del agua.

Hay dos componentes primarios en los músculos de aire que son: un tubo interior de goma suave y estirable, y una manga de red trenzada de poliéster, ver la Figura 1. El tubo de goma es conocido como vejiga interna y esta colocado dentro de la manga de red trenzada.

FIGURA 1

Todo lo qué falta para completar el músculo de aire es una tapa hermética para aire en un extremo y dos lazos o ganchos en cada extremo del músculo de aire que permitan enganchar el músculo de aire a los dispositivos. Las abrazaderas en la Figura 1 son hechas de alambre galvanizado número 24 que ha sido trenzado, y asegurado alrededor de los extremos del músculo de aire.
Cuando la vejiga interna es presurizada se amplía y empuja contra el interior de la manga de red trenzada, forzándola a ampliarse. La característica física de la manga de red es que esta se contrae en proporción al grado en que su diámetro es forzado a aumentar. Esto produce la fuerza contráctil del músculo de aire. Para funcionar correctamente, es importante que el músculo de aire este en una posición estirada cuando sea inactivo o en posición de descanso, sino la contracción será poca cuando sea activado ver la Figura 2. 
Normalmente el músculo de aire puede contraerse a aproximadamente el 25 por ciento de su longitud. La ilustración del músculo de aire contraído que se puede ver en la figura 2 es exagerada. Cuando el músculo de aire se contrae, el espesor de su diámetro es igual a lo largo de toda su longitud y las contracciones como se ha descrito. Los músculos de aire típicamente no presentan un gran aumento en el centro cuando es contraído, sin embargo para los fines didácticos se muestra así.

FIGURA 2

Este es un ejemplo de un robot neumático, capaz de solucionar muchos de los problemas del hombre de hoy en día, facilitando las actividades diarias que pueden ser de gran ayuda a personas discapacitadas.

Estos brazos hoy en día, no pueden ser utilizados para un hogar sin embargo, simplifican el trabajo en las industrias. Son capaces de aumentar la producción y disminuir el riesgo de accidentes humanos. Por lo que es de gran ayuda en las empresas

En el futuro será posible ampliar estos brazos con detectores y sensores como, por ejemplo, cámaras y componentes para la percepción táctil. Además, también será posible desarrollar otras partes del cuerpo, como la espalda, la cadera y el cuello. Estas ampliaciones también serán interesantes para el sector de la robótica, ya que así será posible que un robot realice una cantidad mayor de trabajos arriesgados y peligrosos.

Referencia:

http://desarrolloinnovaciontecnologica.blogspot.com/2010/01/robotica-brazos-neumaticos.html

¿Neumática?

¿Tiene relación con con los robots neumáticos?

Claro que sí, la neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar 

mecanismos.

Esto hoy en día tiene infinidad de aplicaciones como pueden ser la apertura o cierre de puertas en trenes o autobuses, levantamiento de grandes pesos, accionamientos para mover determinados elementos, etc. El control del motor o del cilindro para que realice lo que nosotros queremos se hace mediante válvulas que hacen las veces de interruptores, pulsadores, conmutadores, etc si lo comparamos con la electricidad y mediante tubos conductores (equivalente a los conductores eléctricos) por los que circula el fluido. 

Neumatica vienes del griego πνεῦμα que significa aire.

¿Porque aire?

El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

Referencias:

http://www.areatecnologia.com/NEUMATICA.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tica

Tecnociencia

 

                                   Robots

El  uso de robots neumaticos en diferentes aspectos como la industria ha incrementado notablemente en la modernizacion de nuestros dias; facilitando las actividades del humano.

         

¿Pero que son?  

Son aquellos robots que se valen de la impulsión neumática para realizar sus funciones. En la impulsión neumática se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras.

Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de la impulsión neumática.
Los robots que funcionan con impulsión neumática están limitados a operaciones como la de tomar y situar ciertos elementos.
Es importante señalar que no todos los elementos que forman el robot pueden tener el mismo tipo de impulsión.