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Curso de Sistemas Rob´oticos
Aula 03
Alice Tissot e Sibyla Andreuchetti
Maio, 2019
1 Robˆos Manipuladores
Definidos como um ”sistema multifuncional reprogram´avel capaz de mover, posi- cionar e manipular pe¸cas, ferramentas ou dispositivos especiais” (RIA-Robotics Institute of America) 1
1.1 Estrutura Mecˆanica
A estrutura mecˆanica de um robˆo manipulador consiste em uma sequˆencia de corpos r´ıgidos (elos) interconectados atrav´es de articula¸c˜oes (juntas); um manipulador ´e caracterizado por um bra¸co que garante a mobilidade, um pulso que confere destreza e um efetor final que performa as tarefas requeridas ao robˆo. A estrutura fundamental de um manipulador ´e serial ou cadeia cinem´atica aberta. Do ponto de vista topol´ogico, uma cadeia cinem´atica ´e definida aberta quando h´a apenas uma sequˆencia de elos conectando as duas extremidades da cadeia. Alternativamente, um manipulador cont´em uma cadeia cinem´atica fechada quando uma sequˆencia de elos formam um la¸co. Al´em destes, ´e poss´ıvel criar manipuladores h´ıbridos, isto ´e, manipuladores com os dois tipos de cadeia. A Figura ilustra um manipulador formado por um bra¸co paralelo (cadeia fechada) e uma cadeia cinem´atica serial. (^1) Conceito de robˆos definido pela RIA ”Robotics Institute of America, por´em utilizado como defini¸c˜ao de robˆos manipuladores para fins de explica¸c˜ao e compreens˜ao.
Figure 1: Manipulador h´ıbrido paralelo-serial
A articula¸c˜ao entre dois elos consecutivos pode ser realizada por meio de uma junta prism´atica ou de revolu¸c˜ao. Em uma cadeia cinem´atica aberta, cada junta promove `a estrutura um ´unico grau de liberdade (GdL). Por outro lado, em uma cadeia cinem´atica fechada o n´umero de GdLs ´e menor que o n´umero de juntas dado as restri¸c˜oes impostas pelo la¸co (SICILIANO et al., ).
1.1.1 Junta Prism´atica (P)
As juntas prism´aticas s˜ao respons´aveis pelos movimentos de transla¸c˜ao rel- ativa entre dois ligamentos (elos)(USP, 2019).
Figure 2: Representa¸c˜ao de uma junta prism´atica
Figure 6: Manipulador cartesiano e seu espa¸co de trabalho.
Figure 7: Manipulador cil´ındrico e seu espa¸co de trabalho.
Figure 8: Manipulador esf´erico e seu espa¸co de trabalho.
Figure 9: Manipulador SCARA e seu espa¸co de trabalho.
Figure 13: Robˆo SCARA (RRP).
Figure 14: Robˆo cil´ındrico (RPP).
Figure 15: Robˆo cartesiano (PPP).
1.1.5 Efetuadores
Os efetuadores (´org˜ao terminal ou ferramentas) desempenham o trabalho. O tipo mais simples de efetuadores s˜ao as garras, que possuem o movimento de abrir e fechar.
Figure 16: Garras de dedos r´ıgidos.
Figure 17: Garras com dedos articulados.
Figure 21: Garra a v`acuo.
1.2 Aplica¸c˜oes
Figure 22: Robˆo industrial convencional com isolamento.
- Robˆos Industriais Convencionais Defini¸c˜ao: Um robˆo industrial convencional ´e uma m´aquina manipuladora, com v´arios graus de liberdade, controlada automaticamente, reprogram´avel, multifuncional, que pode ter base fixa ou m´ovel, para utiliza¸c˜ao em aplica¸c˜oes de automa¸c˜ao industrial e que necessita de isolamento. (GAMERO, 2018b; PAULO, 2016)
Figure 23: Robˆo industrial convencional com isolamento.
- Robˆos Colaborativos Defini¸c˜ao: Um robˆo colaborativo possui as mesmas caracter´ısticas de um robˆo industrial convencional, por´em, ele n˜ao necessita de isolamento, tra- balhando ao lado do ser humano em total seguran¸ca (GAMERO, 2018a).
Figure 24: Robˆo colaborativo na ind´ustria.
- Robˆos Educacionais Defini¸c˜ao: Um robˆo educacional tem caracter´ısticas similares aos robˆos industriais e colaborativos, por´em, geralmente, em menor escala e com a finalidade de serem utilizados no ˆambito educacional.
References
GAMERO, I. O que faz um robˆo colaborativo? Todas as aplica¸c˜oes poss´ıveis! 2018. Dispon´ıvel em: 〈https://www.pollux.com.br/blog/ o-que-faz-um-robo-colaborativo-todas-as-aplicacoes-possiveis/〉.
GAMERO, I. Robˆos Industriais: tudo o que vocˆe precisa saber! 2018. Dispon´ıvel em: 〈https://www.pollux.com.br/blog/ robos-industriais-tudo-o-que-voce-precisa-saber/〉.
PAULO, U. de S. Robˆos Industriais – conceitos, classifica¸c˜ao, aplica¸c˜ao e programa¸c˜ao. 2016. Dispon´ıvel em: 〈https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/ 2092683/mod\ resource/content/1/Aula\ 2 \ Robtica\ 2016.pdf〉.
SICILIANO, B. et al. Robotics: modelling, planning and control. 2009. URL http://www. springer. com/fr/book/9781846286414.
USP, U. de S. P. 1- Introdu¸c˜ao aos Robˆos Industriais. 2019. Dispon´ıvel em: 〈https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4394330/mod\ resource/content/1/ Teoria%20Cap%201.pdf〉.
