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PLATAFORMA DE STEWARTAplicaes e estudo do posicionamento dos

atuadores com cinemtica inversa

Curso Superior de Tecnologia em Mecatrnica

Industrial

Dezembro de 2011

Autores: Paulo H. S. Santos

Rodrigo S. Pereira

Orientador: Prof. William Kruss

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PLATAFORMA DE STEWART:APLICAO E ESTUDO DO POSICIONAMENTO DOS

ATUADORES COM CINEMTICA INVERSA

1: OBJETIVO E MOTIVAES

2 : REVISO CONCEITUAL DEROBTICA

3: CRITRIOS DE CLASSIFICAODOS ROBS

4: ROBS PARALELOS

5: PLATAFORMA DE STEWART

6: POSICIONAMENTO INVERSODA PLATAFORMA DE STEWART

7: MODELO VIRTUAL DAPLATAFORMA DE STEWART

8: CONCLUSO E PROPOSTAPARA TRABALHOS FUTUROS

PLATAFORMA DESTEWART

Agradecimentos

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Objetivo

Conhecer as possveis aplicaes daPlataforma de Stewart e validar seu

modelamento inverso.

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Motivaes

O desafio de pesquisar um assunto que pouco estudado no Brasil

A complexidade da anlise das relaesmatemticas de posicionamento daplataforma

A possibilidade de contribuir com trabalhosfuturos

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Conceitos de robtica Robrobota

(trabalho forado).

Cinemtica: aspectosgeomtricos dosmovimentos doscorpos.

Anlise cinemtica:

deduo das equaesda cinemtica.

Cadeia cinemtica:

combinao de elos e

juntas. Graus de liberdade:

total de movimentosindependentes de um

corpo.

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Classificao dos robs

quanto cadeia cinemtica

a) Seriados adicionar hiperlink

b) Paralelosc) Hbridos

d) Arborescentes (mais de um efetuador)

e) Hiper-redundantes (gdl>eixos demovimento)

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Robs Paralelos

Robs Paralelos, tambmchamados de Mquinas de

Cinemtica Paralela, somecanismos de circuitofechado, que devido adeterminadas particularidades

tm sido usados em umgrande nmero de aplicaes.

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Classificao dos robs

paralelos2. Espaciais

Plataforma de Stewart

Empresa Micos

1. Planares

Exemplo de rob paralelo planar

(Merlet, 2006)

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A classificao se faz pelo nmero de gdl, que se dpelo nmero de atuadores.

2.1 Robs paraleloscom 3 gdl

Rob Orthoglide

Universidade de Laval

2.2 Robs paralelos com 4gdl

Adept Quattro s650

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2.3 Robs paralelos com 5 gdl

Esquema de rob paralelo com 5gdl

2.4 Robs paralelos com 6gdl (Plataforma deStewart)

Exemplo de uma plataforma de Stewart

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Aplicaes dos robs paralelos

1. Aplicaes dedicadas vibraes

Amortecedor paralelo

2. Aplicaes mdicas

Ferramenta paralela para cirurgias

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Aplicaes dos robs paralelos

3. Aplicaes emsimuladores

Simulador paralelo de carros

4. Aplicaes industriais

a) Mquinas-ferramenta

Centro de usinagem com cinemtica paralela

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Aplicaes dos robs paralelos

b) Dispositivo deposicionamento

Mecanismo paralelo para

posicionamento de antenas

c) Pick-and-place

Rob para pick-and-place

na indstria alimentcia

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A Plataforma de Stewart um mecanismo de

cinemtica paralela quetm como princpio de

posicionamento a variaodo comprimento de seis

elos entre uma base euma plataforma mvel.

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Aplicaes da Plataforma de Stewart

Sistema de locomoo bpede WL 19RII

Plataforma de Stewart para neuro-endoscopiaFonte: Molina, 2008, p.48 Rob CRIGOS para cirurgias de coluna

Fonte: Molina, 2008, p.49

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A cinemtica inversa daPlataforma de Stewartconsiste em determinar o

comprimento dos elospara uma determinadaposio e orientao daplataforma mvel com

relao a um referencialna base

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Posio e orientao da plataforma

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Considerando que a figurageomtrica formada pelos

pontos das juntas na base e

plataforma seja umhexgono simtrico inscritoem um crculo, possvel

determinar as coordenadas

em funo do raio dessecrculo e um ngulo.

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Rotaes em x, y, z

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Transformao homognea

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Coordenadas da junta da plataforma mvel

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Comprimento dos atuadores

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Algoritmo de clculo do posicionamentoinverso

1. Parmetros geomtricos da base e

plataforma2. Informaes de entrada: coordenadas e

orientao da base em relao a plataforma

3. Clculo das coordenadas das juntas da baseem relao ao centroide da base

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Algoritmo de clculo do posicionamentoinverso

4. Clculo das coordenadas das juntas da

plataforma em relao base5. Clculo da distncia entre as juntas da

plataforma e suas respectivas juntas na

plataforma, ou seja o comprimento doselos

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Quanto aos robs paralelos

Elevada rigidez estrutural

Estabilidade mesmo em grandes aceleraes

Capacidade para grandes caras

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Quanto a cinemtica inversa da Plataforma de

Stewart

Algoritmos baseados na cinemtica inversaso os mais adequados para se estabelecer ocontrole de posicionamento do mecanismo

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Quanto ao modelo virtual

No existem erros de posicionamento O tempo de criao e o gasto com testes

menor do que em um modelo real

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Trabalhos futuros Controle de posicionamento da Plataforma de

Stewart por cinemtica inversa

Simplificao do equacionamento doposicionamento direto

Estudo das cargas atuantes sobre o

mecanismo para dimensionamento doselementos mecnicos

Construo do prottipo

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OBRIGADO

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