Atps manipulador robotico

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ATIVIDADES PRÁTICAS
SUPERVISIONADAS
Engenharia Elétrica
Controle de Sistemas
MANIPULADOR ROBÓTICO
Autores:

Índice

01. Objetivo
02. Introdução
03. Histórico
04. Elementos do braço manipulador
05. Sistemas de transmissão
06. Atuadores
07. Sensores de posicionamento e movimento rotacional
08. Função de transferência
09. Estrutura do robô
10. Estrutura física base/braço
11.Conclusão
12. Bibliografia

1. Objetivo

Este trabalho descreve aspectos construtivos de manipuladores robóticos, com a apresentação da anatomia e componentes de robôs manipuladores. São apresentados sistemas de transmissão, atuadores e sensores de movimento responsáveis pela movimentação de manipuladores robóticos. Também é relatada a história do robô Robothron

2. Introdução

Os robôsmanipuladores são estruturas mecânicas de geometria variada, compostos, na sua maioria por corpos rígidos, articulados entre si, com a finalidade de sustentar e posicionar um dispositivo terminal, como uma garra ou uma ferramenta especializada que entra em contado com o processo.

3. Histórico

O Robothron é um robô que depois de concluído, apresenta estrutura articulada, punho esférico RPR eum mecanismo paralelo de quatro barras para o acionamento da junta 3.

Em março de 1995, foram traçados os primeiros planos para o projeto e construção de um robô na Sociedade Educacional de Santa Catarina. Em junho de 1996, iniciou-se o projeto do punho esférico (Roll-Pitch-Roll) do robô e sua construção foi concluída em 1998.

Após esta etapa, iniciou-se o estudo da geometria do braço queconsiste de uma estrutura rígida de cadeia aberta, parte da qual é mostrada na Figura 10(a). A Figura 1(b) mostra a idéia inicial da localização do acionamento do cotovelo diretamente conectado à junta três, logo abaixo do mecanismo do punho.



Analisando-se esta primeira versão, conclui-se que a junta dois fica sobrecarregada em razão do peso excessivo das massas do acionador e do atuador dajunta três. Várias idéias foram examinadas para aliviar o excesso de esforço sobre a junta dois.

Uma das hipóteses consideradas foi realizar a transmissão de forças para movimentar o punho utilizando uma estrutura mecânica acionada por meio de fuso de esferas recirculantes, inspirada no robô AS100 fabricado pela ASEA, mostrado na Figura 11



Esta estrutura projetada apresenta comodesvantagem as limitações nos movimentos das articulações, que dependem do comprimento do fuso guia (Figura 12).



Até este ponto, o robô proposto apresentava somente 5 graus de liberdade, alguns com acionamento direto por servomotores e dois com transmissão de movimentos aos eixos acionados feita por alavancas utilizando o fuso de esferas recirculantes. Este sistema restringia o espaço de trabalhodo robô devido ao espaço físico ocupado pelo conjunto. A grande quantidade de elementos móveis presentes no mecanismo o tornaria passível de folgas causando problemas de precisão e repetibilidade.

Esta versão foi abandonada em favor do uso de “redutores harmônicos”. Os redutores harmônicos são mecanismos de transmissão de movimentos por engrenagens destinados a reduzir ou aumentar a velocidadeem sistemas mecânicos. São compostos por gerador de onda, engrenagem flexível e engrenagens circulares, como mostra a Figura 13.



O gerador de onda é composto de um rolamento com formato elíptico preciso e de um anel de aço, geralmente é conectado ao servomotor. A superfície exterior do anel pressionada pelo rolamento conforma-se à mesma forma elíptica. A engrenagem flexível é uma lâminafina de aço reforçado, montada externamente ao gerador de onda. As engrenagens circulares externas são anéis de aço rígido com os dentes no perímetro interno, geralmente uma delas é fixada à carcaça do servomotor e não gira e a outra fixada ao elo. O gerador de onda conforma a lâmina flexível ao seu formato elíptico, que, por sua vez, acopla-se aos dentes das engrenagens circulares externas,...
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