5 - Componentes dos Robôs - Parte 1

1. Corpo Rígido

1.1. Tambem chamado de mecânica estrutural estática

1.2. é responsável pela sustentação física

1.3. o esqueleto do robô

2. Mecanismo

2.1. Qualquer meio que transmita, controle ou restrinja o movimento de um corpo rígido

2.2. Tambem Chamado de Estrutura dinâmica

2.3. responsável pela transmissão de movimento gerado por alguns atuadores

2.4. os músculos do robô

3. Elo (link)

3.1. Corpos rígidos que se interligam para compor um mecanismo

3.2. haste que interliga duas Juntas

4. Junta (joint)

4.1. São pontos, linhas ou superfícies de conexão entre corpos rígidos

4.2. permite que exista movimento relativo entre os dois links

4.3. quanto maior o número de juntas no braço, maior é a sua destreza

4.3.1. Imagem

4.4. O número de juntas determina o que se chama "Graus de Liberdade”

4.4.1. Exemplo

4.4.1.1. 3 juntas de rotação

4.4.1.2. 1 junta de translação

4.4.1.3. 4 graus de liberdade

4.4.2. Muitas vezes o número de juntas é diferente do Grau de Liberdade

4.5. Graus de Liberdade (GdL)

4.5.1. ao número de variáveis de posições que devem ser especificadas para posicionar todas as partes do mecanismo

4.5.2. número de movimentos independentes

4.5.3. os graus de liberdade são criados por cada eixo ou articulação existente no manipulador

4.5.4. os objetos possuem seis diferentes direções de movimentação no espaço

4.5.4.1. Translações

4.5.4.1.1. Para frente ou para trás (eixo x)

4.5.4.1.2. para cima ou para baixo (eixo y)

4.5.4.1.3. para esquerda ou direita (eixo z)

4.5.4.2. Rotações

4.5.4.2.1. Rotações ao redor de x

4.5.4.2.2. Rotações ao redor de y

4.5.4.2.3. Rotações ao redor de z

4.5.5. Os movimentos robóticos podem ser separados em movimentos do braço e do punho

4.5.5.1. Os punhos são compostos de 2 ou 3 graus de liberdade

4.5.5.2. Roll ou rolamento - rotação do punho em torno do braço

4.5.5.3. Pitch ou arfagem - rotação do punho para cima ou para baixo;

4.5.5.4. Yaw ou guinada - rotação do punho para a esquerda e para a direita.

4.6. Graus de Movimento (GdM)

4.6.1. É o número de eixos de movimento

4.6.2. cada junta, rotativa ou prismática, confere ao manipulador um grau de movimento (gdm)

4.6.3. Graus de movimento podem ou não corresponder a graus de liberdade

4.6.4. Muitas vezes utiliza-se a expressão grau de liberdade quando deveria utilizar-se grau de movimento

4.7. Juntas por grau de Liberdade

4.7.1. 1 Grau de liberdade

4.7.2. 2 Graus de Liberdade

4.7.3. 3 Graus de Liberdade

4.8. Tipos de Juntas

4.8.1. Imagem

4.8.2. Junta prismática

4.8.2.1. Permite o movimento linear entre dois links adjacentes

4.8.2.2. É composta de dois links encaixados interna ou lateralmente

4.8.2.3. Devido ao seu tipo de construção, este tipo de junta é bastante rígido

4.8.2.4. Exemplos

4.8.2.4.1. junta prismática de encaixe lateral

4.8.2.4.2. junta prismática de encaixe interno

4.8.2.5. Funcionamento

4.8.3. Junta de revolução

4.8.3.1. Permite o movimento de rotação entre dois links adjacentes

4.8.3.2. É composta de um eixo ou dobradiça que conecta dois links

4.8.3.3. Exemplos

4.8.3.3.1. junta de revolução tipo dobradiça

4.8.3.3.2. juntas de revolução tipo eixo rotativo

4.8.3.3.3. Robô com juntas rotativas

4.8.3.4. Funcionamento

4.8.4. Junta de encaixe esférico

4.8.4.1. Funciona como uma combinação de três juntas de revolução

4.8.4.2. Permite um movimento combinado de três eixos de movimento (X, Y e Z)

4.8.4.3. construção é difícil e seu controle, complexo

4.8.4.4. Juntas esféricas existem no corpo humano

4.8.4.4.1. entre o ombro e antebraço

4.8.4.4.2. entre o fêmur e a bacia

4.8.4.4.3. entre a bacia e as costas

4.8.4.5. Exemplos

4.8.4.5.1. Junta Esférica

4.8.4.5.2. Equivalente com juntas de revolução

4.8.5. Outras juntas

4.8.5.1. Junta Cilíndrica

4.8.5.1.1. Composta por uma junta rotacional e uma prismática

4.8.5.2. Junta Planar

4.8.5.2.1. Composta por duas juntas prismáticas.

4.8.5.3. Junta Parafuso

4.8.5.3.1. Composta por um parafuso e uma rosca

5. Cinemática

5.1. A cinemática é um dos ramos da mecânica

5.1.1. área da física que estuda o movimento

5.2. Áreas de Mecânica

5.2.1. cinemática

5.2.2. dinâmica

5.2.3. estática

5.3. Definição

5.3.1. concentra-se no estudo do movimento dos corpos sem levar em conta as causas do movimento.

5.3.2. Pode ser descrito a partir de equações de movimento

5.3.2.1. posição

5.3.2.2. velocidade

5.3.2.3. aceleração

5.3.2.4. passagem do tempo

5.4. Conceitos

5.4.1. Referencial

5.4.1.1. é a posição em que o observador se encontra

5.4.1.2. É a partir do referencial que são determinadas as posições das coisas.

5.4.2. Movimento

5.4.2.1. movimento é a situação em que a posição de um corpo muda, no decorrer de certo intervalo de tempo, em relação a um referencial

5.4.2.2. Um corpo pode estar em movimento em relação a um referencial, mas parado em relação a outro

5.4.3. Trajetória

5.4.3.1. é a sucessão das posições ocupadas por um móvel

5.4.3.1.1. retilíneas

5.4.3.1.2. curvilíneas

5.4.3.1.3. caóticas

5.4.3.2. O formato da trajetória de um corpo depende do referencial de observação

5.4.4. Móvel

5.4.4.1. é todo e qualquer corpo que muda de posição com o decorrer do tempo.

5.4.5. Ponto material

5.4.5.1. é a qualidade de qualquer móvel que pode ter suas dimensões desprezadas se comparadas com as distâncias percorridas

5.4.5.2. Avião

5.4.5.2.1. pode ser considerado um ponto material em uma viagem de 2000 km

5.4.5.2.2. mas suas dimensões não podem ser desprezadas quando ele está manobrando no chão

5.4.6. Espaço percorrido

5.4.6.1. é a medida do comprimento da trajetória descrita por um móvel

5.4.6.2. à distância que o móvel percorreu

5.4.7. Deslocamento

5.4.7.1. é a diferença entre as posições final e inicial de um movimento

5.4.7.2. Em uma trajetória fechada, o deslocamento é nulo

5.5. Cinemática na Robótica

5.5.1. é usada para obter a relação matemática entre o torque nos atuadores do robô e as posições, velocidades e acelerações dos elementos da estrutura do robô.

5.5.2. Tambem chamado de Modelagem Cinética

5.5.2.1. As transformações de coordenadas entre o espaço das juntas e o espaço operacional

5.5.2.2. As juntas ativas são os pontos de entrada de energia controlada no sistema.

5.5.3. Cinemática Direta

5.5.3.1. determinação da posição (ou velocidade) generalizada do órgão terminal a partir da posição (ou velocidade) das juntas ativas

5.5.4. Cinemática Inversa

5.5.4.1. determinação da posição (ou velocidade) das juntas ativas a partir da posição (ou velocidade) generalizada do órgão terminal

5.5.5. Imagem