DESCRIÇÃO DIDÁTICA DA MONTAGEM DE UM ROBÔ MANIPULADOR COM 2 GRAUS DE LIBERDADE PARA POSICIONAMENTO DE UM PIRELIÔMETRO E SUA MODELAGEM CINEMÁTICA

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1 VI CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA VI NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING 8 de goto de Cm Grde Príb - Brl Augut 8, Cm Grde Príb Brl DESCRIÇÃO DIDÁTICA DA MONTAGEM DE UM ROBÔ MANIPULADOR COM GRAUS DE LIBERDADE PARA POSICIONAMENTO DE UM PIRELIÔMETRO E SUA MODELAGEM CINEMÁTICA Itã Teodoro d Slv, t.fc.ufb@gml.com Iur Mu Pee, mee@ufb.br Germo Pto Guede, germo.guede@q.cq.br Uverdde Federl d Bh, Cmu de Od, Od, Ce-44 Slvdor-B Brl Uverdde Etdul de Fer de St, Modulo V, BR-6 Km Ce-4446 F. de St-B Brl, Reumo: Ete trblho decreve motgem de um robô muldor com do gru de lberdde tedo coldo etremdde do tebrço um relômetro. Além d decrção d motgem fíc do robô, tmbém é reetd modelgem d cemátc dret e ver utldo mtre de trformção de coorded e o lgortmo de Devt e Hrteberg Plvr-chve: Robô muldor, modelo cemátco, rrdâc olr dret. INTRODUÇÃO O robô dutr muldore ão tem mectrôco formdo or cde de elo terlgdo or jut cujo movmeto, que odem er de rotção ou trlção, ão romovdo or tudore, edo que, tto oção, quto velocdde ão motord or eore. Ete tudore odem er elétrco, hdráulco ou eumátco, edo o elétrco m utldo. Gerlmete, etremdde do brço muldor é fd ferrmet que relrá tref como mover mter ou eç, com movmeto rogrmdo e cotroldo or lógc. O robô muldore etão edo cd ve m utldo, tto dútr como áre cetífc, r relr tref que ejm recão, que tehm log durção ou que eohm o homem o ergo, lubrdde e outr codçõe dver (Ferrer, 999). O relômetro é trumeto rojetdo r medr e rdção olr dret. Nete dotvo um eor é oto o teror de um tubo colmdor de form elmr cdêc de rdção dfu detro d regão dete detector, dedo e rdção olr dret cdr obre u áre tv. O âgulo óldo dete detector é d ordem de 5 o, o ufcete r eergr um áre ouco mor que do círculo olr. Como o ol e movmet efer celete com velocdde gulr róm 5 o /h, o trumeto ão oder fer um medção cotíu d rrdâc olr dret or m de 5 muto, um ve fdo em um dd oção. Um olução r ee roblem é colr o relômetro um robô muldor que o mteh emre oretdo o tro. Ee robô deverá ter gru de lberdde que lhe obltem comhr movmetção olr dár e ul (Olver Flho e Srv, 4). Ee rtgo decreve o deevolvmeto e motgem de um robô com do gru de lberdde c de oretr um relômetro durte ctção cotíu d rdção olr dret. Pr tto erá udo um lgortmo de cotrole de oção.. ESTRUTURA FÍSICA.. Be A be ode etá motdo o robô deevolvdo é um eç crculr em grto, com cm de dâmetro e cm de eeur. Ne be form fdo trê é odore e de jute de ível, lém de um ível de bolh r ocor o tem horotlmete. A eç de mármore fo erfurd r que e udee fr etrutur do brço mecâco com rfuo. Form udo erf comerc de lumío cofecção do elo do robô.

2 V I C o g re o N c o l d e E g e h r M e c â c, 8 d e A g o to, C m G r d e - P r í b.. Atudore Pr movmetr o elo do muldor form udo do motore de o lmetdo com V. O motor M, com reolução de o or volt fo fdo be com um colmeto feto or du egrege com redução ¾. Ete motor fo udo r movmetr o elo. O motor M, com reolução de 48 o or volt, fo fdo o elo, edo udo r movmetção do elo do muldor. Nete elo redução emregd fo de 7/97. Amb jut dee do tem ão do to rotco (Fg.). Fgur. Dgrm do brço mecâco coldo o relômetro.. Drver do Motore tudore Form colocd du chve de f de curo o elo lmtdo u rotção á 5 o. O elo tmbém recebeu du chve de fl de curo, o que lmt eu gro á 65 o. Um otecômetro mult-volt fo lgdo o eo do elo, edo udo r o motormeto d oção. O elo rel movmetção mutl, equto que o elo rel movmetção etl. Um terfce de comdo e qução de ddo fo deevolvd r que o robô udee er coectdo um comutdor do to PC, udo r tto ort rlel. Am o comutdor, rtr de um rogrm em lgugem de lto ível, ode cotrolr movmetção do motore. Além do comdo e cotrole do motore, ee crcuto ermte qução de ddo lógco do otecômetro e do relômetro, ermtdo tmbém letur do ttu d chve de fm curo. Fedo o eergção d fe do motore de o cofgurção de meo o é oível dobrr reolução do tudore Pr lmetr o tudore fo utldo um crcuto mlfcdor r cd um d bob do motore, um totl de 8 et de otêc. Pr cd o é lcdo um l de teão o retor de be do crcuto mlfcdor. Um dodo retfcdor fo oto em rlelo com bob do motor, o tuto de roteger o trtor de um obre- TIP- que tem teão rever durte o chvemeto. O mlfcdore form motdo utldo-e trtore cofgurção Drlto. Um retor fo motdo etre be e o terr r grtr o memo otecl do terr qudo ível lógco d be etver em ero (Fg. ). Fgur. Et de otêc do drver do motor utldo trtor drlto TIP-

3 V I C o g re o N c o l d e E g e h r M e c â c, 8 d e A g o to, C m G r d e - P r í b. CÁLCULO DO MODELO CINEMÁTICO A tref do robô muldor é ocor jel ótc do relômetro eredculrmete o ro olre cdete. Pr o ele ou do gru de lberdde egurdo el du jut de rotção (Fg. ). Fgur. Dgrm do robô muldor com detlhe do eo de rotção e do relômetro Pr etudr cemátc do muldor form determdo o râmetro cemátco d jut utldo o lgortmo de Devt-Hrteberg (Slv et l, 6). O râmetro cemátco é o âgulo etre do eo coecutvo. α ome o âgulo de torção moto elo elo etre um eo e outro. d trdu dtâc etre do elo, medd trvé do eo de jut do elo teror. Flmete l ere dtâc medd o logo d orml comum etre o eo d jut (Brreto e Pe, 997). O râmetro cemátco do robô muldor etuddo ão motrdo tbel. Tbel. Prâmetro cemátco de jut Elo θ α l d θ 9 o d θ d d A mtr trformção R T N é um mtr c de trformr, trvé de trlçõe e rotçõe, um referecl R d be do robô, or eemlo, o referecl N d u etremdde. A mtr A rereet trformção ocd um ddo elo. R T N A A...A A Cθ Sθ Sθ Cα Cθ Cα Sθ Sα Sα Cα d Cθ Sα l Cθ l Sθ O vetor ere coorded do tem d etremdde do brço em relção o tem d be (Loe e Mchdo, 996). Podemo etão trvé d equçõe cm ecotrr o vetor em fução d vráve de jut θ e θ.

4 V I C o g re o N c o l d e E g e h r M e c â c, 8 d e A g o to, C m G r d e - P r í b Ode C e d C C d S C d S + d + S d d C S rereetm co θ e θ reectvmete. Podemo tmbém ecotrr relção d vráve de jut em fução d comoete de. De medto temo que d θ rc d Atrvé de A. A ecotrmo d C θ rcco + d + 4. CONCLUSÃO O tuto dee trblho fo decrever motgem de um robô muldor com do gru de lberdde, que teh coldo o eu uho um relômetro. Além do form clculd, trvé d mtre de trformção de coorded, relçõe dret e ver de jut, ou ej, relçõe d oção d jel do relômetro em fução d do âgulo de jut e relçõe do âgulo de jut em fução d coorded do relômetro. Udo lgugem de rogrmção lógc V-Bc fo fet um rot que emrege equçõe d cemátc dret e ver, clculd, r mulr movmetçõe mutl e etl eceár r mter o relômetro otdo dretmete r o ol. Todo o tem e motrou btte robuto e efc 5. AGRADECIMENTO Ete trblho ão oder er reldo em o oo do LPO (Lbortóro de Proredde Ótc) do Ittuto de Fíc d UFBA, do Progrm de Pó-Grdução em Mectrôc d UFBA, do LbESol (Lbortóro de Eerg Solr) do Dertmeto de Fíc d UEFS, lém do órgão de oo equ CAPES e CNPQ. 6. REFERÊNCIAS Ferrer, N. M. F. (999) Smulção dâmc e cotrolo de robô dutr. Dertção de metrdo em Egehr Electrotécc e de comutdore, Uverdde do Porto, Porto. Olver Flho, K. S. e Srv, M. F. O. (4). Atroom e trofíc,.ed, São Pulo, Edtor Lvrr d Fíc: Slv, J. C. S., Lder. M., Irmão, M. A. S. e Slv, R. P. (6). Modelgem cemátc de um robo muldor, A do XXXIV COBENGE. Po Fudo: Ed. Uverdde de Po Fudo: Loe, A. M. e Mchdo, J. T. (996). Modelção Cemátc de um Robot Idutrl, Robótc e Automção: Ed. Publdutr: Brreto, A. e Pe, L. F. B. C. (997). Fudmeto de robótc,.ed, McGrw Hll Slv,

5 V I C o g re o N c o l d e E g e h r M e c â c, 8 d e A g o to, C m G r d e - P r í b 7. DIREITOS AUTORAIS O utore ão o úco reoáve elo coteúdo do mterl mreo cluído o eu trblho. DIDATIC DESCRIPTION OF THE ASSEMBLY OF A ROBOT MANIPULATOR WITH DEGREES OF FREEDOM FOR POSITIONING OF A PYRHELIOMETRY AND ITS KINEMATICS MODELING Itã Teodoro d Slv, t.fc.ufb@gml.com Iur Mu Pee, mee@ufb.br Germo Pto Guede, germo.guede@q.cq.br Uverdde Federl d Bh, Cmu de Od, Od, Ce-44 Slvdor-B Brl Uverdde Etdul de Fer de St, Modulo V, BR-6 Km Ce-4446 F. de St-B Brl, Abtrct - Th er decrbe the embl of robot multor wth two degree of freedom couled wth the etreme-e of forerm rhelometr. I the decrto of the hcl moutg of the robot, lo reeted the modelg of drect d vere kemtc ug the mtr coordte trformto lgorthm d the Devt d Hrteberg Keword - Robot multor, kemtc model, drect olr rrdce