carateristicas de servomotores

Determinación de los Parámetros para el
Servomotor NXT LEGO Mindstoms® con
Técnicas de Identificación de Sistemas
Ing. María Luisa Pinto Salamanca, MSc. Giovanni Rodrigo Bermúdez Bohórquez
RESUMEN
Se presenta el estudio y modelamiento de un servomotor
NXT® del kit de robótica LEGO® MINDSTOMSTM® y la
aplicación de técnicas de Identificación de sistemas ISIS para la
determinación de susparámetros. Se explican las etapas
desarrolladas en el proceso de identificación, adquisición de los
datos de entrada y salida con el programa Robolab™ 2.9
categoría Investigator y el controlador NXT®, la obtención del
modelo con el Toolbox de Identificación de Matlab® y la
comparación de los modelos propuestos con las respuestas
reales. Los resultados se muestran como ejemplo como ejemplo
parala determinación de los parámetros requeridos en
cualquier plataforma robótica móvil.
Palabras Clave— Servomotor, Kit de Robótica, Identificación
de Sistemas, Parámetros.

I.INTRODUCCIÓN
partir de los modelos geométricos, cinemáticos y

Adinámicos es posible simular un sistema robótico y

establecer el diseño de controladores para los mismos. Dichos
modelos se basan en la aplicación deciertas leyes de la física
con la intervención de las características geométricas o
parámetros del robot, para el planteamiento de ecuaciones que
describen las variables asociadas a su comportamiento
(posición, orientación, velocidades, fuerzas, etc.) (Ollero,
2001).

Existen dos métodos principales para obtener el modelo de
un sistema: el modelado teórico: se trata de un métodoanalítico, en el que se recurre a leyes básicas de la física para
describir el comportamiento dinámico de un fenómeno o
proceso; y la identificación del sistema: se trata de un método
experimental que permite obtener el modelo de un sistema a
partir de datos reales recogidos de la planta bajo estudio.
Los sistemas de Robótica: LEGO DACTA® y
MINDTORMS® NXT® Hardware Developer Kit (LEGO,
2006) sepresentan como herramientas especialmente útiles
para el diseño, construcción programación y modelado de
diversos prototipos robóticos móviles y articulados. Ambos
sistemas, están constituido por una serie de piezas LEGO®,
un dispositivo programable, un conjunto de sensores

(entradas) y actuadores (salidas) compatibles, que permiten
armar estructuras robóticas, tomar señales de ambiente,procesar datos y ejecutar ciertas tareas.
El conjunto de actuadores del kit LEGO® MINDTORMS®
NXT® se compone por tres motores que incorporan un sensor
de posición, que al ser insertados y relacionados con otras
piezas, generan los movimientos en el robot. Con ciertas
especificaciones de los fabricantes y algunos experimentos
cuyos resultados están disponible vía web (Hurbain, 2006),
(Hurbain,2007), se pueden conocer algunas características
mecánicas y eléctricas de estos servomotores; sin embargo, la
información presentada no incluye valores para todos sus
parámetros, lo cual afecta el modelado de la plataforma
robótica en la cual se incluye dicho motor. A continuación se
presenta la aplicación de algunos conceptos de modelamiento,
identificación de sistemas ISIS y simulación conel fin de
determinar y calcular los parámetros para el servomotor
NXT®.
Este artículo se presenta como resultado explorativo del
estudio y modelado de las Plataformas Robóticas Móviles
dentro de las actividades realizadas como Joven Investigadora
2007 Colciencias en el Grupo de Investigación en Robótica
Móvil ROMA de la Universidad Distrital Francisco José de
Caldas y el Grupo deInvestigación en Robótica y
Automatización Industrial GIRA de la Universidad
Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

II.LOS SERVOMOTORES NXT®
Los servomotores del kit de robótica LEGO®
MINDTORMS® son motores DC que incorporan un sensor
de posición con un grado de resolución y una velocidad de
rotación del eje de 170 rpm. El modelo de los servomotores
como actuadores del sistema, se define...