• O termo robótica refere-se ao estudo e à utilização de robots.

• A origem do termo robô vem da palavra checa "robota" que significa trabalho forçado; •A historia dos robôs passa pela ficção científica, pois o termo robô, deriva do termo checo "robota", que foi utilizado pela primeira vez numa peça de teatro da autoria do checo Karel Capek,em 1922;

•O robô surge do desejo do Homem em reproduzir-se a si próprio por meios mecânicos criando um escravo ideal, isto é, capaz de executar as tarefas humanas, de forma incansável e obediente.

1ªlei:"Um robô não pode ferir um ser humano ou, permanecendo passivo, deixar um ser humano exposto ao perigo".

2ª lei:"O robô deve obedecer às ordens dadas pelos seres humanos, exceto se tais ordens estiverem em contradição com a primeira lei".

3ª lei:"Um robô deve proteger sua existência na medida em que essa proteção não estiver em contradição com a primeira e a segunda leis".

0ª lei:" Um robô não pode causar mal à humanidade nem permitir que ela própria o faça".

O grande escritor americano de ficção científica Isaac Asimov estabeleceu quatro leis muito simples para a robótica:

Manipuladores:

• São robôs que estão fixos ao seu local de trabalho.

Móveis:

• São robôs que se deslocam usando rodas pernas ou algo semelhante.

Humanóides:

• São os robôs que emitam o ser humano.

• Robô Cartesiano

• Robô Cilíndrico

• Robô Esférico

• Robô Articulado

• Robô Scara

• É formado por três eixos;

• Deslocam-se linearmente;

• Tem um eixo horizontal designado por (x) que faz o movimento esquerda/ direita.

• Tem um eixo horizontal designado por (y) que faz o movimento avanço/recuo.

• Tem um eixo vertical designado por (z) que faz o movimento de deslocamento em altura.

• Este robô deriva do cartesiano;

• Este robô é suportado por quatro colunas que assentam em dois trilhos paralelos;

• Nos trilhos colocasse tipo uma ponte rolante por onde vai andar o robô;

• Nessa ponte rolante vai ter um braço de robot que pode subir ou descer;

Vantagens:

• Têm uma elevada rigidez;• Permite o transporte de cargas

elevadas;• Grande exactidão na localização

do actuador;• O controlo deste robô é bastante

simples.

Desvantagens:

• São muito caros;• São robôs de grandes dimensões;• Área de trabalho é pequena.

• Servem para automatizar armazéns;

• Efectuar carregamentos de máquinas;

• Movimentar cargas;

• Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções.

• É constituído por um eixo horizontal (radial y) que faz o movimento de avanço/recuo;

• O eixo horizontal esta montado no eixo vertical (z) que faz o deslocamento em altura;

• O eixo vertical e horizontal assenta numa base rotativa que efectua o movimento angular.

Vantagens:

• Menor rigidez que os robôs cartesianos;

• Permite o transporte de cargas pesadas;

• Maior área de trabalho que o robô cartesiano.

Desvantagens:

• O eixo vertical (z) e o radial (Y) ficam expostos;

• Controlo mais difícil que o cartesiano.

• Serve para servir outras maquinas;

• Manusear materiais onde o espaço é pequeno;

• Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções.

• Este robot e constituído por um braço extensivo;

• O braço extensivo é montado sobre uma base;

• Este robot têm duas coordenadas polares (& e β);

• Tem uma coordenada cartesiana (y).

Vantagens:

• Grandes áreas de trabalho.

Desvantagens:

• Controlo bastante difícil.

• Serve para servir outras maquinas;

• Manusear materiais onde o espaço é pequeno;

• Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções

• Este robot tem uma junção de torção que o faz girar;

• E tem varias junções de rotação;

• Este robot também é o robot que melhor simula o corpo humano.

Vantagens:

• Junções com grande flexibilidade o que permite ser o robot com mais parecenças com o corpo humano.

Desvantagens:

• Só pode ser utilizado numa área de trabalho pequena.

• Devido a ter muitas junções faz com que seja difícil de o controlar e também de o programar.

• Serve para colocar componentes numa placa de circuito impresso;

• No fundo este robô por ser tão flexível serve para quase todas as aplicações industriais;

• Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções.

• Este robô e compacto;

• Tem grande precisão;

• Possui duas juntas rotativas e uma junta linear, que actua sempre na vertical.

Vantagens:

• Estas características o tornam próprios para trabalhos em montagem mecânica ou electrónica que exigem alta precisão.

Desvantagens:

• Têm um alcance limitado.

• Trabalhos de montagem mecânica ou electrónica que exigem alta precisão;

• Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções.

• Dispositivos fixados junto punho de um robô, que permitem realizar uma determinada tarefa;

• A parte do robô que faz a ligação do robô á parte em que se vai trabalhar da-se o nome de robô,

• Os actuadores tem várias aplicações.

Garras: usado para pegar e segurar objectos.

Exemplo:• Carregar, descarregar máquinas ou peças;• Pegar em peças de um transportador e descarrega-las

sobre uma pallet;• Pegar em caixas, garrafas, matérias primas, etc.

Ferramentas: usado para realizar algum trabalho sobre a peça.

Exemplo:• soldagem a arco• pintura • soldagem a ponto

• Mecânicos

• Não Mecânicos

• Ferramentas

• Órgão terminal que utiliza elementos (dedos) mecânicos acionados por mecanismos de pega;

• Tentam simular os movimentos da mão humana;

• Possuem elementos mecânicos (dedos) que fazem o contacto direto com o objecto a ser manipulado que podem ser fixos ou intercambiáveis;

• Carregar e descarregar máquinas;

• Transportar peças;

• Paletizar objetos;

• Manipular caixas, garrafas, matérias primas, etc;

• Manipular ferramentas

• Segurar objetos através da constrição física ou atrito.

Classifica-se de acordo com o número de elementos mecânicos em contacto (dedos):

• Simples - apenas um elemento.• Duplo - dois elementos

mecânicos de contato.

De acordo com a forma de contato com o objeto:

• Contacto interno.• Contacto externo.• Contacto em forma de “V”.• Encaixe, Fricção, Retenção.

Movimento Pivotante:

• Elementos giram em torno de pontos fixos na garra.

• Normalmente utilizam algum tipo de mecanismo articulado.

Movimento Linear:

• Elementos mecânicos deslocam-se entre si paralelamente abrindo-se e fechando-se normalmente são utilizados trilhos como guias.

• Garras de dois dedos.

• Garras de três dedos.

• Garra para objectos cilíndricos.

• Garra para objectos frágeis.

• Tipo mais comum e com grande variedade diferenciam-se pelo tamanho e/ou movimento dos dedos ou movimento de rotação.

• Permitem segurar objectos de forma circular, triangular e irregular com maior firmeza;

• Os dedos são articulados e formados por diversos vínculos.

• Composta de dedos com vários semicírculos chanfrados permitem segurar objetos cilíndricos de diferentes diâmetros.

• Exercem força durante a operação de segurar algum corpo, controladas para não causar nenhum tipo de dano ao mesmo.

• Formado por dois dedos flexíveis que se curvam para dentro de forma a agarrar um objecto frágil.

• Dispositivos com a função de segurar e manipular objectos que utilizam princípios não mecânicos tais como eletromagnetismo e sucção.

• Garras articuladas

• Garras de vácuo

• Garras Electromagnéticas

• Garras adesivas

• Ganchos e cadinhos

• Adaptador automático de garras

• Projectadas para “agarrar” objectos de diferentes tamanhos e formas.

• Sua facilidade em segurar objectos de formas irregulares e tamanhos diferentes deve-se ao grande número de vínculos.

• Projectadas para segurar uma superfície lisa durante a acção do vácuo.

• Estas garras possuem ventosas de sucção conectadas ao sistema de ar comprimido aonde seguram superfícies lisas como chapas metálicas e caixas de papelão.

• Utilizadas para manusear objectos que podem ser magnetizados (ferrosos) através de um campo magnético, principalmente chapas e placas.

• Dispositivos que utilizam substância adesiva para operações de manuseamento de objectos.

• Aplicação em materiais leves como tecido etc.

• Os GANCHOS são indicados para o manuseio de peças que tenham algum tipo de saliência que possa ser utilizada para encaixe.

• Utilizam-se CADINHOS no manuseio de materiais de difícil controle de volume e/ou quantidade como líquidos e pós, produtos granulados, alimentícios, etc.

• Desenvolvido a partir da necessidade de se ter uma garra capaz de segurar diferentes tipos de objectos.

• São dispositivos de processo unidos ao órgão terminal do elemento mecânico manipulador (robô) junto ao seu punho.

• Utilizadas para a realização de trabalho sobre um objecto, para operações de processamento.

• Devem estar rigidamente fixas à extremidade do robô impossibilitando movimentação relativa ao braço mecânico tendo apenas a função de posicionar e orientar a ferramenta em relação à peça a ser trabalhada.

• Os accionadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das articulações e do desempenho dinâmico do robô.

• Accionamento Hidráulico

• Accionamento Eléctrico

• Accionamento Pneumático

• Permite valores elevados de velocidade e de força.

• A grande desvantagem é o seu elevado custo.

• Preferíveis em ambientes nos quais os drives eléctricos poderão causar incêndios, como seja na pintura.

• Os principais componentes deste sistema são: motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e tanque de óleo.

• O motor é responsável pelo fluxo de óleo no cilindro em direcção ao pistão que movimenta a junta.

• Assim, este tipo de accionador é geralmente associado a robôs de maior porte, quando comparados aos accionadores pneumáticos e eléctricos. Entretanto a precisão em relação aos accionadores eléctricos é menor.

• Oferecem menor velocidade e força (comparativamente aos hidráulicos).

• Permitem maior precisão, maior receptibilidade.

• Dois tipos de accionamentos eléctricos: motores passo a passo (controle em malha fechada ou aberta) e servomotores DC (controle em malha fechada).

• Geralmente robôs de tamanho pequeno a médio utilizam accionadores eléctricos.

• Os accionadores eléctricos mais comuns em uso nos robôs são: motor de corrente continua ou DC, servomotor e motor de passo. Esses tipos de accionadores não propiciam muita velocidade ou potência, quando comparados com accionadores hidráulicos, porem atingem maior precisão.

• Utilizado em robôs de pequeno porte e que possuam poucos graus de liberdade.

• Baixo custo .

• Os accionadores pneumáticos são semelhantes aos accionadores hidráulicos, porem a diferença é a utilização de ar ao invés de óleo.

• Entretanto o ar é altamente compressível, o que causa uma baixa precisão e força, mas estes accionadores possuem alta velocidade.

• Equipamento que responde a um estímulo físico e transmite o impulso resultante.

• Os Sensores são os sentidos dos sistemas de controlo.

• Podem ser classificados de acordo com os princípios físicos (ótico, acústico, etc.)

• De acordo com as quantidades medidas (distância, força, etc.).

• Habitualmente estão divididos em dois tipos principais: sensores de contacto e sensores sem contacto.

• Os sensores de contacto requerem um contacto físico com os objectos (microchaves "pele" artificial, etc.) .

A principal vantagem deste tipo de sensor é a precisão das suas medidas.

As principais informações obtidas :

• Presença ou não de um objecto num lugar;

• Força de momento;

• Pressão;

• Escorregamento entre a garra e a peça;

• Sensores de contacto simples

• Superfícies sensores de múltiplo contacto

• Lâminas de contacto

• Sensores de escorregamento

• Sensor de pelo

• Sensores de força e momento

• Sensores sem Contacto

Permitem a medição num eixo e transmitem somente duas possíveis informações:

• O contacto existe entre o sensor e o objecto;

• O contacto não existe.

Este tipo de sensor é usado em sistemas automáticos, desde que ele seja simples, barato, seguro e possa fornecer dados vitais.

• É uma combinação de um número de sensores de contacto simples localizados em grandes concentrações sobre uma superfície simples.

• Usado em situações aonde as informações precisas para o ponto de contacto entre o robô e o objecto não são desejadas, isto é, aonde só há a necessidade de confirmar a colisão entre o robô e um objecto no ambiente.

• Este sensor indica a garra qual a força que pode exercer no objecto.

• O sensor é ainda capaz de detectar o movimento e a posição do objecto após o escorregamento. Esta informação ajuda o robô a "conhecer" a exacta posição e orientação do objecto escorregado e assim saber como pode continuar a operação sem danificar o objecto.

• Os sensores de pelo são varas leves e salientes do actuador.

• Como os pêlos de um gato, eles sinalizam o contacto com algum objecto no ambiente.

• Estes sensores são extremamente delicados e sensíveis à choques .

• São de grande utilização em várias áreas da engenharia, estão bastante desenvolvidos e são dos mais usados em robótica.

• Estes sensores são montados ente o último link do braço do robô e a garra ou ferramenta, em alguns casos são montados dentro dos dedos das garras.

• Usa-se como exemplo o apertar parafusos, uma operação monótona e comum.

• Usa-se na finalização.

• Nestes sensores não se tem o contacto físico com o objecto a ser medido. As informações são colhidas à distância, logo são menos expostos a danos físicos que os sensores de contacto.

• Identificação de um detector simples, por meio de um sensor simples ;

• Identificação ao longo de uma linha, por meio de um vector de sensores;

• Identificação por toda área, por meio de uma câmara ou matriz sensitiva.

• Feito por meio de um sensor ótico, cujo princípio de operação é baseado na identificação da fonte de luz por meio de um detector simples .

• Um vector de detecção é capaz de fornecer ao controlador um grande número de informações, muito maior do que o fornecido pelo detector.

• O vector de sensoreamento fornece informações, como o tamanho do objecto.

• Imprecisão na orientação do braço o que produz um cálculo errado da distância;

• Imprecisão na medida. Este tipo de sensor é capaz de medir somente curtas distâncias.

• O objecto é observado por uma câmara e a sua imagem é projectada na matriz sensora por meio de lentes. Os detectores são electricamente varridos, e o sinal obtido, é proporcional a quantidade de luz emitida.

• A quantidade de dados, é imensa;

• Potenciómetros

• Sensores de velocidade

• Taquímetros

• Encoders

• Potenciómetro, é um elemento resistivo variável que permite converte essa variação resistiva em variação de corrente

Podem medir:• Posição linear;• Posição angular (rotativo); Podem ser:• incremental ou absoluto;Características:• baratos;• simples;• confiáveis;• fácil de usar;• alta resolução.

• Encoders ópticos, sensor que utiliza um feixe de luz visível ou não, entre um transmissor e um receptor para gerar um evento de sinal.

• Exigem a zeragem do sistema antes da utilização.

• Configuração com o sensor de referência;

• Configuração com o orifício de referência de disco.

• Não precisa “zerar”o sistema

• Exemplos de discos de encoders:

• Ultra-som, é um sensor electrostático que emite impulsos periodicamente e capta seus ecos, resultantes do choque das emissões com objectos situados no campo de acção. A distância dos objectos é medido pelo tempo levado pelo eco.

• Proximidade, são sensores que se valem das leis de indução eletromagnética de cargas para indicar a presença de algum tipo de material que corresponda a certa características.

• Sensores de velocidade detectam a velocidade das juntas do manipulador.

• Tacómetros: tensão proporcional à velocidade da junta.

Referências

• http://www.robotica.dei.uminho.pt/

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica

• http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inteligencia_artificial/sensores.html

• http://desciclo.pedia.ws/wiki/Rob%C3%B4

Obrigado