Simuladores e Técnicas de Geração de Trajetória em Robótica Industrial

Prévia do material em texto

03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 1/7
Robótica industrial
Professor(a): Bruno Henrique Oliveira Mulina (Doutorado)
1)
2)
Prepare-se! Chegou a hora de você testar o conhecimento adquirido nesta disciplina. A
Avaliação Virtual (AV) é composta por questões objetivas e corresponde a 100% da média final.
Você tem até cinco tentativas para “Enviar” as questões, que são automaticamente corrigidas.
Você pode responder as questões consultando o material de estudos, mas lembre-se de cumprir
o prazo estabelecido. Boa prova!
O uso de simuladores traz vantagens e desvantagens no processo de implementação da
automação realizada por manipuladores robóticos. Entre eles, podemos citar: 
I. Tentativa de simular o comportamento do sistema real através de modelos virtuais. 
II. A análise das principais relações do manipulador com o meio que o cerca. 
III. Desenvolvimento de uma programação que não necessita de ensaios físicos, pois por
conta dos modelos tridimensionais as principais ações já foram testadas. 
IV. Aumento no custo de implementação do manipulador, já que primeiramente deve-se
adquirir o simulador e depois de compreendido sobre o comportamento do manipulador é
gasto novamente recursos para a aquisição dos manipuladores físicos. 
V. Os resultados apresentados unicamente por meio gráfico ajudam o programador
compreender possíveis falhas na operação do manipulador.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Apenas I e II.  CORRETO
Apenas I, II, III e V.
Apenas I, III e V.
Apenas II, III e IV.
Todas estão corretas.
Código da questão: 48777
Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas apresentadas na expressão
a seguir: 
Ao escolher um sensor para a instrumentação de um manipulador, é importante definir
diferentes características de operação do mesmo, como a fato do sensor ser digital ou
analógico; a(o) ____________, relacionada com os valores máximos e minimos lidos; a(o)
____________, que permite saber quais os menores valores de exitação, ou estímulo, que o
sensor percebe; a(o) ____________, que permite saber a qualidade apresentada pelo sensor; e
a(o) ____________, que informa sobre a necessidade ou não de uma nova calibração. Além
desse(a)s, a(o) ____________, que, no caso de uma nova calibração, poderá ser diferente
daquela fornecida pelo fabricante.
Alternativas:
Sensibilidade; precisão; resolução; exatidão; linearidade.
Faixa; resolução; erro; exatidão; linearidade.
Faixa; resolução; erro; exatidão; precisão.
Resolução comentada:
A alternativa I está correta, sendo essa exatamente a premissa no uso de
simuladores. A alternativa II também está correta, já que o simulador não é capaz de
prever todas as possibildiades, então foca naquelas mais importantes. No caso da
afirmação III, está errada. Na programação offline, que é desenvolvida com auxílio
dos computadores, necessita-se de validação e calibração no mundo real a fim de
corrigir variações entre os modelos virtual e o real. A afirmação IV até pode parecer
correta quando diz sobre a necessidade de duas aquisições, mas o simulador
permite ensaios e condições que poderiam causar danos ao manipulador fisico,
gerando gastos com as manutenções necessárias. Além disso, o simulador permite
testar disposições com relação aos outros elementos da produção. A afirmação V
erra em dizer que os simuladores são unicamente gráficos, podendo fornecer os
dados também por meios matemáticos.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 2/7
3)
4)
Faixa; resolução; precisão; exatidão; linearidade.
Faixa; sensibilidade; precisão; exatidão; linearidade.  CORRETO
Código da questão: 48771
Dentre as vantagens e desvantagens das técnicas de geração de trajetória, são dadas as
afirmações: 
I. A discretização não se preocupa com o comportamento do manipulador, podendo
resultar em configurações (deslocamentos) fora do alcance (fora do espaço de trabalho). 
II. A geração da trajetória está relacionada ao perfil de aceleração obtida das juntas, já que
afeta a distância percorrida a cada período de discretização. 
III. Quanto maior o período de amostragem, maior a diferença entre a trajetória desejada e
aquela obtida pelo controle contínuo da trajetória. 
IV. O método contínuo de trajetória pode seguir uma discretização linear. 
V. Somente é possivel a aplicação do modelo inverso analitico para obteção dos
deslocamentos das juntas na geração da trajetória.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Todas estão corretas.
Apenas II, III e IV.
Apenas I, II, III e IV.  CORRETO
Apenas a I está incorreta.
Apenas I, II e V.
Código da questão: 48767
Com relação ao estudo da cinemática direta e inversa de manipuladores, podemos dizer
que: 
I. A cinemática direta define a posição do elemento final do manipulador por meio
unicamente do estudo dos deslocamentos angulares das juntas do manipulador. 
II. A redundância cinemática define que existe apenas uma única configuração do
manipulador para que o mesmo atinja a posição desejada, quando este apresenta apenas
um grau de liberdade. 
III. A cinemática inversa pode ser obtida de diferentes formas. Uma das técnicas é o uso de
métodos de otimização. O método de otimização consiste em, a partir das relações
trigonométricas, encontrar os deslocamentos angulares de cada junta. 
IV. O método de Denavit-Hartenberg auxilia no estudo das cinemáticas direta e inversa,
uma vez que fornece as matrizes homogêneas relacionadas à geometria do manipulador. 
Resolução comentada:
A característica relacionada aos valores máximos e mínimos lidos por um sensor é a
faixa de leitura. Quem define os menores valores de excitação, assim como a relação
entre o valor de entrada e de saída, é a sensibilidade. A característica relacionada à
qualidade do sensor é a precisão. E quem informa sobre a necessidade de uma nova
calibração é a exatidão ou erro. A linearidade pode ser afetada pela nova calibração.
Resolução comentada:
A alternativa I está correta, uma vez que a discretização não leva em consideração a
configuração do manipulador, apenas os pontos e o tipo de trajetória a ser seguida.
Por isso, pode ocorrer de serem gerados pontos fora das capacidades do
manipulador. A alternativa II está correta no sentindo que, de acordo com a
aceleração da junta, os parâmetros de velocidade e descolcamento são afetados e,
consequentemente, os pontos da discretização. A alternativa III está correta, já que
quanto maior o tempo entre cada ciclo de discretização, maior as chances de um
erro se propagar. Além disso, quanto maior o período, menos pontos são possíveis
na discretização. A alternativa IV está correta, desde que o período de discretização
seja muito pequeno. A alternatica V está errada, pois qualquer técnica de obtenção
dos deslocamentos das juntas é possivel de ser aplicada na geração de trajetórias.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 3/7
5)
V. A matriz de transformação oriunda da técnica de Denavit-Hartenberg se baseia na
sequência de quatro transformações, nessa ordem: translação, rotação, rotação e
translação.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
I, II e IV.
Apenas I
II, III e V.
Apenas V.  INCORRETO
Apenas II e IV. CORRETO
Código da questão: 48756
É muito inportante estudar e comprender o comportamento do manipulador. E isso
pode ser feito por meio de testes ou de modelos matemáticos. O modelo matemático,
mesmo sendo mais complexo de ser obitido que os testes, tem a vantagem de permitir
simular diversas condições sem comprometer o manipulador. O modelo dinâmico informa
que: 
( ) A força de gravidade tem importância no cálculo do modelo dinâmico do manipulador. 
( ) O termo refrente à inércia é válido apenas no cálculo via formulação Newton-Euler. 
( ) A velocidade dos elos não influencia nos esforços sobre as juntas, apenas a aceleração. 
( ) Somente é possível calcular os modelos se estiveremno plano cartesiano. 
( ) O termo que recebe a influência da gravidade depende da velocidade do elemento.
Alternativas:
F - F - V - F - F.
V - F - F - F - F.  CORRETO
F - F - V - V - F.
V - V - F - F - V.
V - V - F - F - F.
Código da questão: 48763
Resolução comentada:
Avaliando cada asserção em separado, temos que a primeira asserção está errada,
pois a cinemática envolve todos os deslocamentos, sejam lineares ou angulares. A
segunda asserção está correta, já que existe apenas uma única configuração possível
para um manipulador de 1 GL (considere um elo girando sobre uma única junta
rotacional) para atingir uma determinada posição. A terceira está errada, uma vez
que a otimização é um método de determinação da cinemática inversa, e a aplicação
das regras trigonométricas envolve outra técnica para determinação dos
deslocamentos não somente angulares, mas lineares também. A quarta asserção
está correta, já que o método de Denavit-Hartenberg resulta em uma matriz de
transformação geral. Para a cinemática direta, basta apenas aplicar os deslocamentos
de interesse. Para a inversa, é possível uma técnica de otimização ou por matrizes
inversas. A quinta asserção está errada na ordem das transformações: rotação,
translação, translação e rotação.
Resolução comentada:
Analisando as afirmativas, temos que o primeiro item está correto, já que a
gravidade é representada pelo termo G(q). O segundo item está errado, já que a
inércia é importante para a modelagem dinâmica, independente da formulação. O
que ocorre é que a formulação de Newton-Euler utiliza a inércia em seus cálculos. O
terceiro item está errado, já que temos presente o termo , que se refere à velocidade
generalizada. O quarto item está errado, pois o modelo é válido independente do
sistema de coordenadas adotado, apenas sendo escrito para o sistema desejado. O
quinto item está errado ao definir que o termo referente à gravidade está
relacionado à posição, e não à velocidade.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 4/7
6)
7)
A sequência Z-X-Y dos ângulos de Euler nos informa que as direções dos eixos x, y e z
serão modificadas na seguinte ordem: primeiro, o(s) eixo(s) ______ terá(ão) sua(s)
direção(ões) alteradas, depois a rotação ocorrerá em torno do(s) eixo(s) _______, e
finalmente a rotação mudará a direção do(s) eixo(s) _______
Alternativas:
x e y; x; x e z.
z; x; y.
z; y; z e y. 
X; y; z e x.
x e y; y e z; x e z.  CORRETO
Código da questão: 59842
Dentre os diversos modelos de manipulador, um projetista produziu o conceito
apresentado na figura, onde estão presentes juntas rotacionais e prismáticas. Observando
este manipulador:
Figura 1 – Manipulador teorico referente à questão
Fonte: elaborada pelo autor.
I. Ao avaliar seu modelo dinâmico, caso a extremidade da ferramenta esteja em contato
com a superfície, o componente do modelo dinâmico do manipulador referente à
gravidade será nulo.  
PORQUE
II. Porque, uma vez que energia potencial é nula na ferramenta (se estivermos usando a
formulação de Euler-Lagrange) ou o momento seja nulo (na formulação de Newton-Euler),
não existe esforço sobre as juntas na direção z.
Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta.  INCORRETO
A primeira e a segunda asserção estão incorretas. CORRETO
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
Resolução comentada:
O ângulo de Euler indica onde ocorrerá a rotação. Por esse motivo, os outros eixos
sofrerão mudança na direção. Então, se o ângulo de Euler se posiciona no eixo z,
significa que os eixos x e y sofrerão mudança na direção. Se o ângulo está disposto
no eixo x, então é nesse que ocorrerá a rotação. E para a terceira lacuna, temos que
os eixos x e z sofrerão mudança na direção. Desse modo, a expressão correta seria: 
A sequência Z-X-Y dos 
ângulos de Euler nos informa que as direções dos eixos x, y e z serão modificadas 
na seguinte ordem: primeiro, o(s) eixo(s) x e y terá (ão) sua(s) 
direção(ões) alteradas, depois a rotação ocorrerá em torno do(s) eixo(s) x, 
e finalmente a rotação mudará a direção do(s) eixo(s) x e z.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 5/7
8)
9)
Código da questão: 48764
Observando o manipulador da figura a seguir, composto de 4 juntas rotacionais e
prismáticas:
Figura – Estrutura de um manipulador qualquer
Fonte: elaborada pelo autor. Lembrando que as juntas são numeradas da base para a
ferramenta, é possível dizer que:  
I. Todos os eixos z de ação das juntas estão direcionados para a mesma direção com
relação ao sistema de coordenada da base, salvo a junta 2.  
PORQUE 
II. Uma junta prismática tem seu movimento na mesma direção em que ocorre
propriamente o movimento. Isso difere de uma junta rotacional, que realiza o movimento
sobre o plano xy, e seu eixo de movimento é no plano z. Assinale a alternativa acerca das
asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta.  CORRETO
Ambas as asserções estão incorretas.
Ambas as asserções estão corretas, sendo que a segunda justifica a primeira.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação.
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta.
Código da questão: 48758
Observe este manipulador:
Figura 1 – Manipulador a ser estudado no exercicio
Resolução comentada:
As duas asserções estão incorretas. Com relação às asserções, o termo referente à
energia potencial realmente é nulo na ferramenta, porém todos os demais elos do
manipulador ainda possuem energia potencial (a não ser que estajam repousados
no plano de referência (o que não aparenta na figura). Por esse motivo, ambas as
alternativas estão incorretas.
Resolução comentada:
A primeira asserção está incorreta, já que a junta 3 promove o movimento em um
eixo diferente das demais juntas, não sendo a junta 2 como dito na asserção. A
segunda asserção está correta, descrevendo corretamente o comportamento de uma
junta prismática e comparando-a a uma junta rotacional.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 6/7
10)
Fonte: elaborada pelo autor.
Considere que os elos têm tamanho de 1 m, que as juntas rotativas permitem rotação de
360º e as juntas prismáticas permitem o deslocamento linear de até 1m. Ao programar um
movimento sobre o plano XY, o operador marca quatro pontos sobre este plano. Ao
mandar o manipulador executar um movimento por esses quatro pontos, o manipulador
erra as coordenadas determinadas. Diante do acontecimento, avalie as asserções.
I. Esse erro pode não ser consequência do algoritmo de geração de trajetória, mas sim do
próprio projeto do manipulador.   
PORQUE
II. Dependendo do movimento que é executado, as juntas podem não ser capazes de
executá-lo em tempo hábil. Isso é consequência do controle de aceleração polinomial, que
sempre fornece a máxima energia, ou nenhuma, para os atuadores.
Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção e a segunda estão corretas, e a segunda justifica a primeira
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta. CORRETO
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação. 
INCORRETO
A primeira e a segunda asserção estão incorretas.
Código da questão: 48769
O manipulador robótico consiste de elementos estruturais e de movimento. Para que
todas as partes funcionem de forma correta, são inseridos componentes que promovam o
movimento (os atuadores) e os elementos sensitivos(os sensores).
I. Os manipuladores necessitam de pelo menos um atuador para poder se movimentar.
II. Um sensor de posição pode ser usado em uma garra a fim de que ela não esmague o
objeto segurado.
III. Um sensor de posição permite que o manipulador saiba sua velocidade com relação a
um objeto.
IV. Sensores analógicos não podem ser aplicados em situações onde a variavel a ser
medida possui apenas dois estados, como na identificação de presença de um objeto na
frente do manipulador ou não.
V. Um controle em malha aberta não usa nenhum tipo de sensor.
Estão corretas as afirmações:
Resolução comentada:
A primeira asserção está correta. Dependendo das características do movimento
requerido, as juntas podem não ter capacidade de realizar o movimento (aceleração
grande, carga mecânica acima das especificações, etc.). O erro da segunda asserção
está ao dizer que o controle polinomial fornece toda ou nenhuma energia ao
atuador responsável por mover a junta. Esse tipo de controle é característico do
modelo em degrau, e não o polinomial, que é mais suave.
03/09/2022 20:15 Cosmos · Cosmos
https://kroton.platosedu.io/lms/m/aluno/disciplina/index/2633817/4628700 7/7
Alternativas:
Apenas II, III e IV.
Apenas I, II e III.
Apenas a I e III.  CORRETO
Apenas I, II, III e V.
Todas estão corretas.
Código da questão: 59351
Resolução comentada:
A alternativa I está correta, já que são os atuadores que fornecem a energia para a
movimentação do manipulador (não confundir com a junta, que permite o
movimento).
A alternativa II está errada, pois o sensor de posição informa a distância com o
objeto, e se encostou ou não. Agora, a força aplicada ao objeto não é capaz de
mensurar sem um sensor de força ou pressão.
A alternativa III está correta, já que, sabendo a variação na posição e o tempo gasto,
sabe-se a velocidade.
A alternativa IV está incorreta, pois a leitura o tipo de variável não afeta na distinção
dos sensores em digital ou analógico. Caso um sensor analógico venha a ser usado
para medir uma variável digital, a saída desse sensor se limitará a mostrar dois níveis
de saída, proporcionais aos valores da variável de entrada.
A alternativa V está 
errada, pois o controle em malha aberta pode contar com sensores fim de curso. 
A distinção entre malha aberta e fechada está no controle contínuo do atuador, 
no caso da malha fechada, e apenas no ligar e desligar do atuados, no caso da 
malha aberta.
Arquivos e Links