Robotica

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  • Publicado : 14 de março de 2012
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CAPÍTULO 3
O BRAÇO MECÂNICO

INTRODUÇÃO.
Neste capítulo estudaremos o braço mecânico do robô, seus tipos de juntas e graus de liberdade, seus tipos de articulações, sua área de trabalho (work envelope), e suas formas de acionamento.
O braço do robô executa movimentos no espaço, transferindo objetos e ferramentas de um ponto para outro, instruído pelo controlador e informado sobre o ambientepor sensores. Na extremidade do braço existe um atuador usado pelo robô na execução de suas tarefas. Todo braço de robô é composto de uma série de vínculos e juntas, onde a junta conecta dois vínculos permitindo o movimento relativo entre eles, como mostrado na figura 1. Todo robô possui uma base fixa e o primeiro vínculo está preso a esta base. A mobilidade dos robôs depende do número devínculos e articulações que o mesmo possui.

FIGURA 1 - Junta e vínculos em um braço de robô
TIPOS DE JUNTAS.
Os braços de robôs podem ser formados por três tipos de juntas:
* juntas deslizantes;
* juntas de rotação;
* juntas de bola e encaixe.
A maioria dos braços dos robôs são formadas pelas juntas deslizantes e de revolução, embora alguns incluam o de bola e encaixe. A seguir serádescrito cada um destes tipos de juntas.
 
 
Juntas Deslizantes.
Este tipo de junta permite o movimento linear entre dois vínculos. É composto de dois vínculos alinhados um dentro do outro, onde um vínculo interno escorrega pelo externo, dando origem ao movimento linear. Este tipo de junta é mostrada na figura 2, como segue.

FIGURA 2 - Junta deslizante
Juntas de Rotação.
Esta conexãopermite movimentos de rotação entre dois vínculos. Os dois vínculos são unidos por uma dobradiça comum, com uma parte podendo se mover num movimento cadenciado em relação à outra parte, como mostrado na figura 3. As juntas de rotação são utilizadas em muitas ferramentas e dispositivos, tal como tesouras, limpadores de pára-brisa e quebra-nozes.

FIGURA 3 - Junta de rotação
Juntas de Bola eEncaixe.
Esta conexão se comporta como uma combinação de três juntas de rotação, permitindo movimentos de rotação em torno dos três eixos, como mostrado na figura 4.

FIGURA 4 - Junta de bola e encaixe
Estas juntas são usadas em um pequeno número de robôs, devido à dificuldade de ativação. De qualquer maneira, para se ter a performance de uma junta bola e encaixe, muitos robôs incluem trêsjuntas rotacionais separadas, cujos eixos de movimentação se cruzam em um ponto, como na figura 5.

FIGURA 5 - Três juntas rotacionais substituindo a junta de bola e encaixe
GRAUS DE LIBERDADE.
O número de articulações em um braço do robô é também referenciada como grau de liberdade. Quando o movimento relativo ocorre em um único eixo, a articulação têm um grau de liberdade. Quando o movimento épor mais de um eixo, a articulação têm dois graus de liberdade. A maioria dos robôs têm entre 4 a 6 graus de liberdade. Já o homem, do ombro té o pulso, têm 7 graus de liberdade.
 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS ROBÔS PELO TIPO DE ARTICULAÇÃO.
É usual classificar os robôs de acordo com o tipo de junta, ou mais exatamente, pelas 3 juntas mais próximas da base do robô. Esta divisão em classes forneceinformações sobre características dos robôs em várias categorias importantes:
1. Espaço de trabalho.
2. Grau de rigidez.
3. Extensão de controle sobre o curso do movimento.
4. Aplicações adequadas ou inadequadas para cada tipo de robô.
Robôs podem ser classificados pelo tipo de juntas em cinco grupos:
- Cartesiano.
- Cilíndrico.
- Esférico.
- Articulação horizontal.
-Articulação vertical.
O código usado para estas classificações consiste em três letras, referindo-se ao tipo de junta ( R = revolução, P = deslizante - do inglês prismatic ) na ordem em que ocorrem, começando de junta mais próxima à base.
 
 
Robôs Cartesianos.
O braço destes robôs têm três articulações deslizantes sendo codificado como PPP, como na figura 6.

FIGURA 6 - Robô...
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