APOSTILA x (ROBÓTICA)

Prévia do material em texto

APOSTILA (ROBÓTICA)
Conteúdos: 
-Definições de Robô.
-Tipos de Robôs.
-Robôs Manipuladores – conceitos e partes.
Links: 
-Definições de Robô. https://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B4#Vis%C3%A3o_geral
-Tipos de Robôs. https://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B4#Classes_de_rob%C3%B4s
-Robôs Manipuladores – conceitos e partes. https://web.fe.up.pt/~lpreis/robo2005_06/apres/Robos%20Manipuladores.pdf
Definições de Robô 
Um robô (ou robot) é um dispositivo, ou grupo de dispositivos, eletromecânicos capazes de realizar trabalhos de maneira autônoma ou pré-programada. Os robôs são comumente utilizados na realização de tarefas em locais mal iluminados, ou na realização de tarefas sujas ou perigosas para os seres humanos. Os robôs industriais utilizados nas linhas de produção são a forma mais comum de robôs, uma situação que está mudando recentemente com a popularização dos robôs comerciais limpadores de pisos e cortadores de gramas. Outras aplicações são: tratamento de lixo tóxico, exploração subaquática e espacial, cirurgias, mineração, busca e resgate, e localização de minas terrestres. Os robôs também aparecem nas áreas do entretenimento e tarefas caseiras.
Etimologia
O termo robô tem origem na palavra tcheca robota, que significa trabalho forçado. O robô presente no imaginário mundial teve origem na peça R.U.R. do dramaturgo Karel Čapek, na qual existia um autômato com forma humana, capaz de fazer tudo em lugar do homem.
Visão geral
Segundo a definição da RIA (Robotics Industries Association), um robô seria um dispositivo automático que possui conexões de realimentação (feedback) entre seus sensores, atuadores e o ambiente, dispensando a ação do controle humano direto para realizar determinadas tarefas, podendo também haver robôs parcialmente controlados por pessoas. O grau de automatização de um robô pode atingir o nível de aprendizado automático, dependendo dos algoritmos utilizados - ainda que com muitas limitações, devido às óbvias dificuldades de simular a realidade em nível computacional. 
Os robôs executam tarefas através de atuadores (elétricos, pneumáticos, sonoros etc.), produzindo sons, acendendo elementos luminosos ou displays, movendo um braço, abrindo ou fechando garra robótica, ou realizando o seu próprio deslocamento.
O controle é provido por algoritmos que relacionam as entradas e saídas do robô, através de unidades de processamento eletrônicas e de softwares, que podem ser desde um circuito eletrônico de controle até mesmo um computador pessoal. Por esta definição, muitos dispositivos automáticos poderiam ser chamados de robôs.
A grande maioria dos robôs seriais existentes está na indústria e lá, as tarefas mais executadas são o deslocamento em um ambiente (locomoção) e a movimentação de objetos ao seu redor (manipulação). Esta distinção por tarefas pode dividir os robôs em duas categorias: robôs móveis e robôs manipuladores, ainda que alguns executem ambas as funções.
As estruturas mecânicas dos robôs são elaboradas de forma a executar determinados movimentos. Os manipuladores são geralmente em forma de braço antropomórfico. Suas articulações podem executar movimentos de rotação e de translação.
As juntas são elementos mecânicos que conectam os membros (partes) da estrutura dos robôs móveis ou dos manipuladores e podem ser:
1. rotatória (movimento de rotação ao redor de um eixo fixo)
2. prismática (movimento de translação)
3. Ou combinação das duas. (por exemplo: movimento de um parafuso)
Um robô paralelo é aquele formado por cadeias cinemáticas fechadas e são geralmente caracterizados por não possuírem atuadores nos membros móveis.
O número de Graus de Liberdade se refere a liberdade de movimento no espaço cartesiano, por exemplo. Um corpo rígido livre no espaço cartesiano pode apresentar 3 rotações em torno dos eixos XYZ e mais três translações ao longo destes mesmos eixos XYZ, num total de 6 gdl. Já o braço humano pode ser representado por um corpo rígido com sete gdl. O braço humano não é um corpo rígido pois o mesmo é flexível e pode ser modelado com muito mais do que 6gdl.
Os sensores proprioceptivos recebem sinais dos atuadores do robô (como por exemplo registradores de posição relativa entre dois eixos, registradores de posição angular, contadores de voltas). A propriocepção é um dos sentidos mais importantes do corpo humano.
Alternativamente, o termo robô tem sido utilizado para a designar uma série de máquinas que substituem diretamente o ser humano ou um animal no trabalho ou no lazer. Desta forma, um robô pode ser visto como uma forma de biomímica. A falta do antropomorfismo é provavelmente a principal causa que nos impede de reconhecer uma lavadora de louças altamente complexa como se fosse um robô. Entretanto, no conceito moderno, este termo implica um certo nível de autonomia que iria impedir que muitas máquinas automáticas fossem chamadas de robôs. A busca por robôs autônomos ou robôs cognitivos cada vez mais autossuficientes, é atualmente um dos focos de pesquisas na robótica, levando ao campo da inteligência artificial.
O termo robô é também muito utilizado para se referir a dispositivos mecânicos sofisticados que são controlados remotamente por pessoas possuindo pouco ou nenhum grau de automação, tais como os waldoes e os ROVs. Essa classe de robôs proporciona a simulação de presença, se forem utilizadas câmeras de vídeo transmitindo imagens em tempo real ao controlador do robô.
Tipos de Robôs.
- Os 6 Principais Tipos de Robôs Industriais
1. 1 – Robô Articulado. ...
2. 2 – Robô Cartesiano. ...
3. 3 – Robô Cilíndrico. ...
4. 4 – Robô Polar. ...
5. 5 – Robô SCARA. ...
6. 6 – Robô Delta.
Classes de robôs
· Robôs analógicos (utilizam circuitos analógicos para comandar suas ações: os circuitos analógicos são utilizados extensivamente na Robótica BEAM)
· Robôs antrópodes (exoesqueletos)
· Robôs autônomos
· Robôs de pesquisa autônomos
· Veículos aéreos não tripulados
· Veículos submarinos não-tripulados
· Robôs humanoides
· Robôs hiper-redundantes
· Estilos de locomoção
· Robôs com rodas diferenciais
· Walker
· Robôs bípedes
· Robôs com muitas patas: Robôs quadrupedes, Robôs hexapodes
· Nanorrobôs
· Nanorrobôs de ADN
· Robôs de serviço
· Robôs educacionais [1]
· Robótica Livre
· LEGO Mindstorms
· Robótica BEAM
· kit Robô
· Robôs de entretenimento
· Robôs de combate
· Robôs industriais
· Robótica de laboratório
· Robôs médicos
· Robô bombeiro
· Robôs militares
· Robôs sociais
· AISoy1
Robôs Manipuladores – conceitos e partes.
Robôs manipuladores são compostos por elos unidos por juntas em uma cadeia cinemática aberta ou fechada. As juntas são de rotação / revolução (R) ou prismática / de translação (P).
Componentes (1) 
• Braço 
– Constituído por juntas e elos. 
• Controlador
 – Reúne a unidade de cálculo e programação, e as unidades de potência.
 – Grandezas das juntas usualmente controladas (força, velocidade, posição). 
– Algoritmos de controlo 
Componentes (2) 
• a ponta (end-effector) 
– de pressão mecânica
 – ferramenta 
• Sensores 
– Internos (estado do sistema)
 • Posição, velocidade e força
 – Externos (percepção do ambiente)
 • Réguas ópticas, LVDT, etc...