Curso Online de ROBÓTICA - CINEMÁTICA E DINÂMICA DE MANIPULADORES
A cinemática trata do estudo dos movimentos dos robôs sem considerar as causas que lhes dão origem. Por sua vez, a dinâmica é o estudo do...
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Robótica - Cinemática e Dinâmica de Manipuladores
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Introdução
A cinemática trata do estudo dos movi-mentos dos robôs sem considerar as causas que lhes dão origem (Groover, 1988). Por sua vez, a dinâmica é o estudo do movimento levando-se em conta as forças e torques que os causam.
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Para tratar dos movimentos dos manipu-ladores é necessário desenvolver técnicas para representar a posição de determinado ponto do braço no tempo. Esta represen-tação depende da posição das juntas e dos elos, sendo que é necessário ter a base do robô como ponto de referência. Manipula-dores compostos essencialmente por juntas prismáticas não apresentam grandes proble-mas com relação à cinemática.
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Junta Prismática
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Exemplo de Manipulador Robótico
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Contudo, braços articulados são ampla-mente utilizados na indústria devido à sua versatilidade em substituir trabalhador hu-mano e também por ser altamente compac-to. Nestes manipuladores a cinemática torna-se mais complexa. Independentemen-te da geometria do manipulador, a solução da cinemática requer conhecimento de geo-metria, trigonometria e cálculo vetorial.
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No Apêndice A é oferecido um resumo da trigonometria necessária para resolver problemas de cinemática. Uma vez que não há uma regra geral para equacionar a cine-mática em braços mecânicos, deve-se anali-sar caso a caso. Iniciaremos a análise nos manipuladores mais simples e aumentare-mos a complexidade a cada novo exemplo.
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A posição do órgão terminal de um ma-nipulador depende, a cada instante, dos valores dos deslocamentos angulares das juntas rotativas e deslocamentos lineares das juntas prismáticas. Em outras palavras, se for possível conhecer a posição de cada junta, pode-se saber a posição do órgão terminal e, inversamente, caso se conheça a posição da extremidade do robô pode-se calcular qual deve ser a configuração das juntas para atingir tal posição.
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Para o sistema de controle dos braços mecânicos somente as posições das juntas são relevantes. Em geral estes não reconhe-cem comandos com posicionamento no espaço. Por outro lado, é frequente encon-trar-se aplicações nas quais se deseja que o braço posicione o órgão terminal numa dada posição, com uma dada orientação do pu-nho. Um caso típico é uma aplicação na qual se deseja reprogramar um braço sem parar a linha de produção.
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Nesta situação, uma medição cuidadosa da posição e orientação desejadas com re-lação a um sistema de referências cartesia-no fixado à base do manipulador oferece uma alternativa à programação usual por aprendizagem. Veja-se, contudo, que mui-tas vezes esta medição pode ser complexa em virtude da precisão exigida e requer instrumentos especiais.
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Capítulos
- Robótica - Cinemática e Dinâmica de Manipuladores
- Introdução
- Manipulador RR em movimento plano
- Manipulador RRR em movimento plano
- Manipulador RLR em movimento plano
- Manipulador TRR em movimento no espaço
- Manipulador TRL:R em movimento no espaço
- Manipulador VVL:R em movimento no espaço
