Sistemas de transmisión en robótica · Parte B
Del motor al movimiento
Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
Correas, cadenas, cables, tornillos y cremalleras en robots reales.
Leo Mael Chacca Charca - Robótica
Parte B · Contenido
Qué veremos
Persona B · Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
02
01
Transmisión flexible
Correas y poleas
Cadenas y piñones
Cables y tendones
02
Movimiento lineal
Tornillo de bolas y husillo
Piñón-cremallera
03
Selección y aplicaciones
Comparación de sistemas
Robots reales: brazos, móviles, humanoides
Tendencias actuales
01 · Transmisión flexible
Correas y poleas
Persona B · Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
03
La clave
Dentada: engrana, no desliza, posición exacta. Plana o en V: por fricción, puede patinar. Ligera y silenciosa, pero elástica: hay que tensarla.
En la realidad
Robots SCARA: correas mueven el eje Z y el giro de la herramienta
Impresoras 3D: correas GT2 en los ejes X e Y
Brazos industriales: llevan el giro hasta la muñeca
02 · Transmisión flexible
Cadenas y piñones
Persona B · Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
04
La clave
Rodillos que encajan en el piñón: no desliza y soporta más carga que una correa, a cambio de ruido, peso y lubricación.
En la realidad
Robots de oruga de inspección y rescate
Plataformas agrícolas y AGV de carga pesada
Transportadores de líneas robotizadas
03 · Transmisión flexible
Cables y tendones
Persona B · Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
05
La clave
El motor queda lejos y el cable lleva la tracción. Dedos ligeros y con poca inercia; el cable solo tira, así que el retorno lo hace un resorte.
En la realidad
Shadow Dexterous Hand: dedos movidos por tendones
Robot quirúrgico da Vinci: instrumentos accionados por cables
Tesla Optimus: mano con tendones
04 · Movimiento lineal
Tornillo de bolas y husillo
Persona B · Transmisión flexible, movimiento lineal y aplicaciones
06
≈ 0 %
de eficiencia: las bolas ruedan, no deslizan
≈ 0 µm
de holgura con tuerca precargada
Husillo trapezoidal
Desliza: ≈ 25–50 % de eficiencia, barato y autobloqueante.
En la realidad
Máquinas CNC, eje Z de los SCARA y actuadores eléctricos lineales.
05 · Movimiento lineal
Piñón-cremallera
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07
La clave
El piñón gira y avanza x = r · θ. La cremallera se empalma por tramos: recorrido casi ilimitado, rápido y rígido. Su límite es la holgura entre dientes.
En la realidad
Robots de pórtico para paletizado
Rieles de 7.º eje para brazos industriales
Corte láser y plasma de gran formato
Comparación y selección
Ningún sistema gana en todo
● = mejor desempeño · ○ = peor
Valoración cualitativa típica
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08
Sistema
Precisión
Economía
Poco mant.
Eficiencia
Carga
Correa dentada
Cadena
Cable / tendón
Tornillo de bolas
Husillo trapezoidal
Piñón-cremallera
¿Posición exacta?
Correa dentada / bolas
¿Carga y suciedad?
Cadena
¿Brazo ligero?
Cables
¿Recorrido largo?
Cremallera
¿Eje que no cae?
Husillo
Aplicaciones reales
Un robot real combina varias
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09
Brazos industriales
Bolas-estría · Correas · Reductores
SCARA (Epson, Yamaha): tornillo de bolas-estría en el eje Z
Correas hacia la muñeca; reductores en las articulaciones
Robots móviles
Husillo · Cadena · Correa
Robots de almacén: levantan estanterías con un husillo
Tracción y orugas por cadena o correa
Humanoides
Rodillos planetarios · Tendones
Tesla Optimus: actuadores lineales con tornillo de rodillos planetarios
Manos con tendones (Optimus, Shadow Hand)
Aplicaciones reales · En acción
Así se mueven por dentro
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Brazo SCARA
Eje Z con tornillo de bolas-estría
Los brazos giran en el plano mientras el tornillo sube y baja la herramienta.
Robot de almacén
Husillo que levanta la estantería
El robot se coloca bajo el estante, lo eleva con un husillo y lo traslada.
Humanoide
Rodilla con actuador lineal
Un tornillo de rodillos planetarios convierte el giro del motor en empuje.
Cada articulación elige su transmisión según carga, precisión y espacio.
Tendencias actuales
Hacia dónde va la transmisión
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Vista frontal animada
El tornillo central gira y los rodillos roscados orbitan entre él y la tuerca fija.
01
Tornillos de rodillos planetarios
Más carga y vida útil; clave en humanoides.
02
Cables sin holgura
Tipo cabrestante, para robots ligeros.
03
Correas de alto rendimiento
Fibra de carbono o aramida: más rígidas.
04
Transmisiones con sensores
Mantenimiento predictivo por vibración y tensión.
Conclusiones
No existe la mejor transmisión: existe la adecuada para cada articulación.
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Flexibles
Llevan el movimiento lejos y aligeran el robot.
Lineales
Convierten giro en avance preciso y controlado.
Selección
Equilibrio entre precisión, carga, costo y mantenimiento.
Gracias
Leo Mael Chacca Charca - Robótica
Recursos
Créditos de imágenes
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Correa dentada de distribución
Logansenf · CC BY-SA 4.0
Rueda dentada y cadena
SICD Ltd · CC0
Robot de oruga ARCHE
Auledas · CC BY-SA 4.0
Shadow Dexterous Hand
R. Greenhill y H. Elias (Shadow Robot Company) · CC BY-SA 3.0
Robot quirúrgico da Vinci Xi
Alvarogarciamd · CC BY-SA 4.0
Tuerca de tornillo de bolas
Graibeard (supuesto) · CC BY-SA 3.0
Husillo trapezoidal
carrotmadman6 · CC BY 2.0
Piñón y cremallera (Tyne Swing Bridge)
Stephen Horncastle · CC BY-SA 2.0
Robot de pórtico
tecnowey.com · CC BY 3.0
Celda de paletizado KUKA
KUKA Roboter GmbH, Bachmann · Dominio público
Unidad robótica de almacén
Auledas · CC BY 4.0
Tesla Optimus
Benjamin Ceci · Dominio público
Tornillo de rodillos
Bertrand Labévue · CC BY-SA 4.0
Fotografías: Wikimedia Commons (licencias indicadas). Animaciones y diseño: elaboración propia.