PARTE 1

ROBÓTICA

INTRODUCCIÓN

MÓDULO 1. INTRODUCCIÓN A LA ROBÓTICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. HISTORIA DE LA ROBÓTICA

1. Evolución de los sistemas automáticos

2. Mecanización, automatización y robotización

3. Las tres leyes de la robótica según Asimov

UNIDAD DIDÁCTICA 2. TIPOS DE ROBOTS

1. Clasificación según la estructura

-Poliarticulados

-Móviles

-Androides

-Zoomórficos

-Híbridos

2. Clasificación según su cronología

-Robots de primera generación o manipuladores

-Robots de segunda generación o de aprendizaje

-Robots de tercera generación o con sensores

3. Clasificación según el tipo de control

-Secuencial

-Controlado por trayectoria

-Adaptativo

-Teleoperado

UNIDAD DIDÁCTICA 3. CONCEPTO DE ROBOT HUMANOIDE

1. Características

2. Análisis de la estructura y componentes

3. Robots humanoides más avanzados

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 2. EQUIPOS ACTUADORES

UNIDAD DIDÁCTICA 1. TIPOS DE ACTUADORES

1. Actuadores hidráulicos

2. Actuadores neumáticos

3. Actuadores eléctricos

UNIDAD DIDÁCTICA 2. TRANSMISIONES Y REDUCTORES

1. Transmisiones

2. Reductores

3. Accionamiento directo

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 3. SENSORES

UNIDAD DIDÁCTICA 1. ¿QUÉ SON LOS DISPOSITIVOS SENSORIALES?

1. Características técnicas

2. Puesta en funcionamiento de sensores

UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASES DE SENSORES

1. Sensores internos

-Encoders

-Sensores de temperatura

-Sensores de corriente

-Sensores de presión

2. Sensores externos

-Sensores de proximidad

-Sensores de imagen

-Sensores de fuerza

-Sensores de contacto

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 4. UNIDAD DE CONTROL Y SISTEMAS OPERATIVOS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. DEFINICIÓN DE CONTROLADOR

UNIDAD DIDÁCTICA 2. COMPONENTES DE LA UNIDAD DE CONTROL

1. Procesador

2. Memoria

3. Entradas y salidas

4. Interfaz de usuario

UNIDAD DIDÁCTICA 3. MÉTODOS DE CONTROL

1. Sistemas de lazo abierto

2. Sistemas de lazo cerrado

UNIDAD DIDÁCTICA 4. CONTROL A TIEMPO REAL

UNIDAD DIDÁCTICA 5. SISTEMAS OPERATIVOS

1. ROS (Robot Operating System)

2. Windows Embedded

3. VxWorks

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 5. PROGRAMACIÓN DE ROBOTS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. MÉTODOS DE PROGRAMACIÓN

1. Programación por guiado

-Guiado pasivo

-Guiado activo

2. Programación textual

-Nivel robot

-Nivel objeto

-Nivel tarea

UNIDAD DIDÁCTICA 2. REQUERIMIENTOS DE UN SISTEMA DE

PROGRAMACIÓN DE ROBOTS

1. Entorno de programación y modelado

2. Tipología de los datos

3. Uso de las entradas y salidas

4. Control del movimiento del robot

5. Control de las operaciones

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 6. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE ROBOTS

UNIDAD DIDÁCTICA 1. DISEÑO Y SIMULACIÓN DE ROBOTS

1. Diseño

-Mecánico

-Electrónico

-De software

2. Simulación

UNIDAD DIDÁCTICA 2. SELECCIÓN DE MATERIALES PARA LA

CONSTRUCCIÓN DE ROBOTS

1. Propiedades de los materiales

-Resistencia mecánica y rigidez

-Conductividad térmica y eléctrica

-Densidad y peso

-Durabilidad y resistencia a la corrosión

2. Tipos de materiales

-Metales

-Polímeros

-Compuestos

-Cerámica

-Materiales biológicos

UNIDAD DIDÁCTICA 3. ENSAMBLAJE DE ROBOTS

1. Métodos de ensamblaje

-Soldadura

-Por tornillos

-Por adhesión

UNIDAD DIDÁCTICA 4. MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DE ROBOTS

1. Mantenimiento preventivo

2. Opciones de reparación

3. Herramientas y equipos de mantenimiento y reparación

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 7. ROBÓTICA MÓVIL

UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTO DE ROBÓTICA MÓVIL

UNIDAD DIDÁCTICA 2. TIPOS DE ROBOTS MÓVILES EN LA LOGÍSTICA Y

ALMACENAMIENTO

1. Robots móviles para picking

-AMR para picking de hombre a producto

-AMR para picking de producto a hombre

2. Robots móviles de categorización

UNIDAD DIDÁCTICA 3. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE

NAVEGACIÓN

1. Tipos de sistemas de navegación

-Basados en sensores inerciales

-Basados en GPS

-Basados en láser

-Basados en visión

-Híbridos

2. Perspectivas futuras de los sistemas de navegación

UNIDAD DIDÁCTICA 4. FUTURO DE LA ROBÓTICA MÓVIL

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 8. ROBÓTICA INDUSTRIAL

UNIDAD DIDÁCTICA 1. ¿QUÉ ES LA ROBÓTICA INDUSTRIAL?

UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASES DE ROBOTS INDUSTRIALES

1. Robot cartesiano

2. Robot cilíndrico

3. Robot SCARA

4. Robot esférico o polar

5. Robot antropomórfico

6. Robot delta

UNIDAD DIDÁCTICA 3. COMPONENTES DEL BRAZO ROBÓTICO

1. Articulaciones giratorias

2. Controlador del robot

3. Actuadores y sensores

4. Sistemas de visión y de alimentación

5. Componentes de software

UNIDAD DIDÁCTICA 4. CARACTERÍSTICAS A CONSIDERAR EN LA

SELECCIÓN DE ROBOTS INDUSTRIALES

1. Capacidad de carga

2. Velocidad de movimiento

3. Campo de acción

4. Grados de libertad

5. Resolución, precisión y repetibilidad

6. Sistema de control

UNIDAD DIDÁCTICA 5. TENDENCIAS Y FUTURO DE LA ROBÓTICA

INDUSTRIAL

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 9. APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS ROBOTS Y

SEGURIDAD

UNIDAD DIDÁCTICA 1. UTILIZACIÓN DE LA ROBÓTICA EN EL SECTOR

MANUFACTURERO

1. Fundición

2. Soldadura

-Por arco

-Por puntos

-Por gas

-Por láser

3. Aplicación de materiales

-Pintura

-Adhesivos y sellantes

4. Carga y descarga

5. Corte

6. Paletización

7. Control de calidad

UNIDAD DIDÁCTICA 2. SEGURIDAD EN LAS INSTALACIONES

1. Tipos de accidentes y causas que los provocan

2. Medidas de seguridad

-Fase de diseño del robot

-Período de creación de la célula robotizada

-Etapa de instalación y puesta en funcionamiento

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 10. ROBÓTICA MÉDICA Y DE ASISTENCIA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. DEFINICIONES APLICABLES

UNIDAD DIDÁCTICA 2. ROBOTS DE ASISTENCIA QUIRÚRGICA

1. Cirugía torácica mínimamente invasiva

2. Cirugía ortopédica

UNIDAD DIDÁCTICA 3. ROBOTS MODULARES

1. Exoesqueletos robóticos terapéuticos

2. Brazos y piernas protésicos robóticos

UNIDAD DIDÁCTICA 4. ROBOTS MÓVILES AUTÓNOMOS

1. Robots de servicio

2. Robots sociales

-De asistencia para personas con discapacidad

-De compañía y terapia para personas mayores y enfermas

UNIDAD DIDÁCTICA 5. EVOLUCIÓN FUTURA DE LA ROBÓTICA MÉDICA Y

DE ASISTENCIA

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 11. ROBÓTICA EN LA EXPLORACIÓN ESPACIAL Y

SUBMARINA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. ROBÓTICA PARA LA EXPLORACIÓN ESPACIAL

1. Robótica orbital

2. Rovers y aterrizadores planetarios

UNIDAD DIDÁCTICA 2. ROBOTS SUBMARINOS PARA LA EXPLORACIÓN

DEL FONDO SUBMARINO

1. Robot subacuático ROV o remotely operated vehicle

2. Robot subacuático AUV o autonomous underwater vehicle

UNIDAD DIDÁCTICA 3. PERSPECTIVAS FUTURAS

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 12. HERRAMIENTAS Y TECNOLOGÍAS PARA LA

ENSEÑANZA DE ROBÓTICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. IMPLEMENTACIÓN DE ROBOTS EDUCATIVOS EN

EL AULA

1. Principales actividades y proyectos con robots educativos

UNIDAD DIDÁCTICA 2. KITS DE ROBÓTICA EDUCATIVA

1. LEGO Mindstorms

2. VEX Robotics

3. Makeblock

4. Arduino

5. Raspberry Pi

6. Ozobot

UNIDAD DIDÁCTICA 3. SIMULADORES DE ROBÓTICA

1. V-REP

2. Gazebo

3. RobotStudio

4. Webots

UNIDAD DIDÁCTICA 4. FUTURO DE LA ROBÓTICA EDUCATIVA

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 13. ROBÓTICA AGRÍCOLA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. DEFINICIÓN DE ROBOT AGRÍCOLA

UNIDAD DIDÁCTICA 2. PRINCIPALES ROBOTS AGRÍCOLAS

1. Robots autodirigidos

2. Robot cosechador automático

3. Robot recolector de fruta autónomo

4. Robot de pulverización automático

5. Dron de granja

UNIDAD DIDÁCTICA 3. LA ROBÓTICA AGRÍCOLA EN EL FUTURO

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 14. ROBÓTICA COLABORATIVA Y SEGURIDAD

UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTO DE ROBÓTICA COLABORATIVA

1. Integración de robots colaborativos en entornos de trabajo

UNIDAD DIDÁCTICA 2. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN ROBÓTICA

1. Evaluación de riesgos, inspección y prueba

2. Formación y entrenamiento de los trabajadores

3. Barreras físicas

4. Sensores de proximidad

5. Sistemas de parada de emergencia

6. Cámaras de seguridad

7. Programación segura

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

MÓDULO 15. RESPONSABILIDAD Y ÉTICA EN LA ROBÓTICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. RESPONSABILIDAD SOCIAL, LEGAL Y

AMBIENTAL

UNIDAD DIDÁCTICA 2. ÉTICA EN LA PROGRAMACIÓN DE ROBOTS

RESUMEN

AUTOEVALUACIÓN

SOLUCIONARIO

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

PARTE 2

FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA

UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN:

1. Antecedentes históricos: Origen y desarrollo de la robótica.

2. Definición y clasificación del robot.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. MORFOLOGÍA DEL ROBOT:

1. Estructura mecánica de un robot: transmisiones y reductores.

2. Actuadores. Sensores internos. Elementos terminales.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS PARA LA

LOCALIZACIÓN ESPACIAL:

1. Representación de la posición.

2. Matrices de transformación homogénea.

3. Aplicación de los cuaternios.

4. Relación y comparación entre los distintos métodos de localización espacial.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. CINEMÁTICA DEL ROBOT:

1. El problema cinemático directo.

2. Cinemática inversa.

3. Matriz jacobiana.

UNIDAD DIDÁCTICA 5. CONTROL CINEMÁTICO:

1. Funciones de control cinemático.

2. Tipos de trayectorias.

3. Generación de trayectorias cartesianas.

4. Interpolación de trayectoria.

5. Muestreo de trayectorias cartesianas.

UNIDAD DIDÁCTICA 6. PROGRAMACIÓN DE ROBOTS:

1. Métodos de programación de robots. Clasificación.

2. Requerimientos de un sistema de programación de robots.

3. Ejemplo de programación de un robot industrial.

4. Características básicas de los lenguajes RAPID Y V+.

UNIDAD DIDÁCTICA 7. CRITERIOS DE IMPLANTACIÓN DE UN ROBOT

INDUSTRIAL:

1. Diseño y control de un célula robotizada.

2. Características a considerar en la selección de un robot.

3. Seguridad en instalaciones robotizadas.

4. Justificación económica.

UNIDAD DIDÁCTICA 8. APLICACIONES INDUSTRIALES:

1. Clasificación.

2. Aplicaciones industriales de los robots. Nuevos sectores de aplicación.

PARTE 3

ROBÓTICA Y PROGRAMACIÓN APLICADA A LA EDUCACIÓN

UNIDAD DIDÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN: LAS TIC COMO HERRAMIENTA

TRANSFORMADORA.

1. ¿Cómo nos puede servir para introducir la programación a nuestros alumnos?.

2. Aplicaciones de la programación al currículo escolar.

UNIDAD DIDÁCTICA 2. ELABORACIÓN DE PROYECTOS.

1. Diseño, documentación y partes de un proyecto.

2. Elaboración de un anteproyecto.

3. Elaboración de una memoria.

4. Diseño de componentes: AUTOCAD/ DIBUJO TÉCNICO.

5. Impresión 3D.

UNIDAD DIDÁCTICA 3. APLICACIONES INFORMÁTICAS.

1. Lenguaje de programación: diagrama de flujo.

2. Programas de programación.

3. Scratch: presentación de la interfaz, manejo del programa, elaboración propia de

videojuegos educativos aplicables a todas las áreas del conocimiento.

4. Arduino: presentación de la interfaz, familiarización con la placa base, sensores y

actuadores, relación del hardware con el software, elaboración de robots sencillos:

sigue-líneas, huye-luz.

UNIDAD DIDÁCTICA 4. INTERNET, BUSCADORES, DIRECCIONES

EDUCATIVAS.

1. Herramientas de trabajo on line.

2. Scratch on line: plataforma para trabajar la programación de forma online,

compartiendo nuestros proyectos con otros miembros de la comunidad creamos.

3. Bitbloq: Programación on line de robot.

4. AppInventor: Programación de aplicaciones para dispositivos móviles.

5. Tinkercad: Diseño online de piezas para imprimir en impresoras 3D.

6. Repositorios 3D (Thingiverse): Fuente de recursos para impresión 3D.