Manipuladores - robótica

5. CONTROLE DE MANIPULADORES
Neste capítulo abordamos o problema de controle de robôs manipuladores, desde a especificação de uma tarefa, até a determinação dos esforços que devem ser aplicados pelos atuadores de junta de modo a executá-la. O problema de controle de posição envolve várias etapas. Inicialmente, o operador do robô especifica um ou mais objetivos a serem alcançados. Neste processo, pode ser necessário especificar algumas características adicionais: o tempo de percurso para atingir cada objetivo, o tipo de trajetória a ser percorrida, etc. Uma segunda etapa envolve o cálculo de uma trajetória entre a posição atual e o próximo objetivo ser alcançado. Esta etapa tem por finalidade gerar referências intermediárias para os controladores de juntas, de modo a que o manipulador se movimente de modo suave até o seu objetivo, evitando esforços excessivos nos atuadores, assim como vibrações ou movimentos que possam comprometer a estrutura mecânica do robô.
Caso a trajetória for gerada em espaço cartesiano, torna-se necessário realizar o controle cinemático do manipulador, ou seja, mapear as referências especificadas em espaço cartesiano para referências correspondentes em espaço de juntas. Um problema que aparece neste processo de mapeamento é a existência de configurações singulares, nas quais é impossível inverter a matriz jacobiana. Para contornar estas singularidades, é necessário estabelecer algum tipo de medida da distância às mesmas. Elipsóides de
Manipulabilidade são utilizados para medir a capacidade que o robô possui de manipular objetos em direções especificadas. Como quanto mais próximo de uma singularidade, menor a capacidade de manipulação do robô, estes elipsóides também fornecem uma medida da distância a configurações singulares. Quando o manipulador possui mais juntas do que aquelas necessárias para realizar a tarefa em espaço cartesiano, o mesmo é chamado de manipulador redundante e seu controle cinemático envolve a