Braço Robótico-Aprendizagem

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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA 
PAULA SOUZA 
FACULDADE DE TÉCNOLOGIA DE ITU 
“DOM AMAURY CASTANHO” 
 
 
 
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA 
VINICIUS ARMELIN LISBOA 
 
 
 
 
 
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO 
DE CRIANÇAS E JOVENS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ITU 
Novembro/2019 
 
 
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA 
VINICIUS ARMELIN LISBOA 
 
 
 
 
 
 
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO 
DE CRIANÇAS E JOVENS 
 
 
 
 
Trabalho de Graduação apresentado a 
Banca Examinadora da Faculdade de 
Técnologia de Itu “Dom Amaury 
Castanho”, como exigência parcial para 
conclusão do Curso de Técnologia em 
Mecatrônica Industrial, sob a orientação 
do professor Eduardo Lisboa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ITU 
Novembro/2019 
 
 
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA 
VINICIUS ARMELIN LISBOA 
 
 
 
 
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO 
DE CRIANÇAS E JOVENS 
 
 
 
Trabalho de Graduação apresentado a 
Banca Examinadora da Faculdade de 
Técnologia de Itu “Dom Amaury 
Castanho”, como exigência parcial para 
conclusão do Curso de Técnologia em 
Mecatrônica Industrial, sob a orientação 
do professor Eduardo Lisboa. 
 
 
 Aprovado em: 
 
 
Prof: 
 
 
Prof: 
 
 
Prof: 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
O Protótipo de Braço Robótico Articulado desenvolvido pelo grupo tem a 
como foco a seguinte questão: Como a automação pode contribuir para 
aprendizagem de crianças e jovens? 
O Protótipo tem como objetivo transmitir o conhecimento sobre as áreas 
da Mecânica, Eletrônica e Computação para as crianças e os jovens de todas 
as escolas, de forma a realiza-lo através de atividades práticas desenvolvidas 
em grupos ou até mesmo individuais, para isso, as crianças e os jovens 
poderão ter o contato direto com o Protótipo desenvolvendo atividades de 
programações, cálculos matemáticos e até análises físicas. Outra forma é a 
possibilidade de comanda-lo através do controle desenvolvido para controla-lo. 
O Protótipo foi desenvolvido com base no modelo de Braço Robótico 
Articulado ou Revoluto, sua configuração é conhecida como LRR. Seu modelo 
possui 3 graus de liberdade sendo o ultimo elo o local onde está fixado o Orgão 
Terminal o qual é um Eletroimã. Cada grau de liberdade possui 
respectivamente 180°, 90° e 270° aproximadamente, para poderem atuar. 
Foram utilizados motores de passo Nema 23 e 17 para a motorização 
das juntas onde acoplamos polias e correias dentadas para a transmissão dos 
movimentos. Toda a parte de controle e acionamento do Protótipo foi 
programada pelo Microcontrolador PIC18F4550. Durante a execução do 
Controle com os botões de acionamento, foi decidido deixar três botões 
disponíveis com o intuito de impulsionar os jovens a inovarem no protótipo, ou 
seja, desenvolverem uma nova programação onde esses botões não utilizados 
possam ser utilizados. 
Pode-se dizer que o protótipo está elaborado de forma a disponibilizar 
tanto melhorias como funções a serem aplicadas, para quem for ter o contato 
com o mesmo, tenha o interesse de realizá-las. 
 
Palavras Chave: Mecatrônica, automação, robótica, Educação. 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The Articulated Robotic Arm Prototype developed by the group focuses on the 
following question: How can automation contribute to the learning of children 
and young people? The Prototype aims to transmit the knowledge on the areas 
of Mechanics, Electronics and Computing to children and young people of all 
schools, in order to realize it through practical activities developed in groups or 
even individual, for this, the Children and young people will have direct contact 
with the Prototype by developing programming activities, mathematical 
calculations and even physical analysis. Another way is the possibility of 
commanding it through the control developed to control it. The Prototype was 
developed based on the Articulated or Revoluto Robotic Arm model, its 
configuration is known as LRR. Its model has 3 degrees of freedom and the last 
link is the place where the terminal organ is fixed which is an electromagnet. 
Each degree of freedom has approximately 180 °, 90 ° and 270 ° respectively, 
to be able to act. Nema 23 and 17 stepper motors were used to drive the joints 
where we coupled pulleys and toothed belts for the transmission of movements. 
The entire control and drive part of the Prototype was programmed by the 
PIC18F4550 Microcontroller. During the execution of the Control with the 
pushbuttons, it was decided to make three buttons available in order to propel 
young people to innovate in the prototype, that is, to develop a new 
programming where these unused buttons can be used. It can be said that the 
prototype is designed to provide both improvements and functions to be 
applied, for those who have contact with it, have the interest to realize them. 
 
Keywords: Mechatronics, automation, robotics, Education. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
➢ Ilustração 1.: Sistema Mecânico Ativo .................................................... 18 
➢ Ilustração 2.: Sistema Mecânico Passivo ............................................... 18 
➢ Ilustração 3.: Sistema de Processo Industrial Automatizado .................. 22 
➢ Ilustração 4.: Classificação e Tipos de Automação ................................ 22 
➢ Ilustração 5.: Modelo de Automação Fixa .............................................. 23 
➢ Ilustração 6.: Modelo de Automação Programável ................................. 24 
➢ Ilustração 7.: Modelo de Automação Flexível ......................................... 24 
➢ Ilustração 8.: Sistema de Produção Automotivo Automatizado .............. 26 
➢ Ilustração 9.: Parte de Controle de um Sistema ..................................... 27 
➢ Ilustração 10.: Sensor Indutivo ............................................................... 28 
➢ Ilustração 11.: Sensor Capacitivo ........................................................... 28 
➢ Ilustração 12.: Sensor Magnético ........................................................... 28 
➢ Ilustração 13.: Sensor de Distância Ultrassonico ................................... 30 
➢ Ilustração 14.: Sensor de Proximidade ................................................... 31 
➢ Ilustração 15.: Sensor de Toque ............................................................ 31 
➢ Ilustração 16.: Primeiro Robô no Mundo – Televox ................................ 33 
➢ Ilustração 17.: Robô Unimate da Kawasaki ............................................ 34 
➢ Ilustração 18.: Modelo de Braço Robótico .............................................. 36 
➢ Ilustração 19.: Elos, Juntas e Base do Braço Robótico .......................... 39 
➢ Ilustração 20.: Microcontrolador PIC 18F4550 ....................................... 41 
➢ Ilustração 21.: Microcontrolador ATMega328 (Arduino) ......................... 41 
➢ Ilustração 22.: Movimentos Rotacionais do Punho no Braço Robotico .. 44 
➢ Ilustração 23.: Braço Robótico Cartesiano (LLL) .................................... 45 
➢ Ilustração 24.: Braço Robótico Esférico ou Polar (TRL) ......................... 45 
➢ Ilustração 25.: Braço Robótico Cilindrico (LVL) ...................................... 45 
➢ Ilustração 26.: Braço Robótico SCARA (VRL) ........................................ 45 
➢ Ilustração 27.: Braço Robótico Articulado ou Revoluto (LRR) ................ 46 
➢ Ilustração 28.: Braço Robótico Educacional LEGO Mindstorm (NXT) .... 50 
➢ Ilustração 29.: Placa com PIC18F4550 inferior ...................................... 53 
➢ Ilustração 30.: Placa do Controle inferior ................................................ 53 
➢ Ilustração 31.: Bobina e Rotor de um motor de passo ........................... 55 
➢ Ilustração 32.: Microcontrolador PIC18F4550 - Pinagem .......................58 
 
 
➢ Ilustração 33.: MOSFET IRF640N .......................................................... 59 
➢ Ilustração 34.: simbologia Chave Óptica ................................................ 60 
➢ Ilustração 35.: Circuito Chave Óptica ..................................................... 61 
➢ Ilustração 36.: Base ................................................................................ 62 
➢ Ilustração 37.: Suporte do Braço ............................................................ 62 
➢ Ilustração 38.: Braço............................................................................... 63 
➢ Ilustração 39.: Ante Braço ...................................................................... 63 
➢ Ilustração 40.: Suporte Atuador .............................................................. 64 
➢ Ilustração 41.: Polia e Correia Dentada .................................................. 66 
➢ Ilustração 42.: Montagem Final .............................................................. 69 
➢ Ilustração 43.: Montagem Final .............................................................. 69 
➢ Ilustração 44.: Esquema Eletronica de Controle .................................... 73 
➢ Ilustração 45.: Controle PCB .................................................................. 74 
➢ Ilustração 46.: PIC com Fonte PCB ........................................................ 74 
➢ Ilustração 47.: Fim de Curso PCB .......................................................... 74 
➢ Ilustração 48.: Fim de Curso PCB .......................................................... 74 
➢ Ilustração 49.: Chave Óptica PCB .......................................................... 75 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE IMAGENS 
➢ Imagem 1.: Motor de Passo NEMA 23 .................................................... 54 
➢ Imagem 2.: Motor de Passo NEMA 17 .................................................... 54 
➢ Imagem 3.: Drivers TB6560 ................................................................... 56 
➢ Imagem 4.: Microcontrolador PIC18F4550 .............................................. 57 
➢ Imagem 5.: Eletroimã .............................................................................. 59 
➢ Imagem 6.: Chave fim de curso .............................................................. 60 
➢ Imagem 7.: Fonte 24V ............................................................................. 61 
➢ Imagem 8.: Mancal 15mm ....................................................................... 64 
➢ Imagem 9.: Polia e Correia dentada ........................................................ 65 
➢ Imagem 10.: Rolamento 15 x 28 x 7........................................................ 67 
➢ Imagem 11.: Peças da Estrutura ............................................................. 69 
➢ Imagem 12.: Eixos de Fixação ................................................................ 70 
➢ Imagem 13.: Eixos das Juntas ................................................................ 70 
➢ Imagem 14.: Elo das Juntas .................................................................... 71 
➢ Imagem 15.: Elo da Base ........................................................................ 72 
➢ Imagem 16.: Braço Estruturado .............................................................. 72 
➢ Imagem 17.: Braço montado ao Suporte ................................................. 73 
➢ Imagem 18.: Placa de Controle ............................................................... 75 
➢ Imagem 19.: Placa do PIC18F4550 ........................................................ 75 
➢ Imagem 20.: Protótipo Braço Robótico.................................................... 76 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE QUADROS 
➢ Quadro 1.: ........................................................................................... 39 
➢ Quadro 2.: ........................................................................................... 42 
➢ Quadro 3.: ........................................................................................... 43 
➢ Quadro 4.: ........................................................................................... 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
Introdução ................................................................................................. 13 
CAPÍTULO I 
1. Mecatrônica: Definição ....................................................................... 16 
1.1. Mecatrônica e Automação ............................................................... 18 
1.2. Automação Industrial ....................................................................... 19 
1.2.1. Tipos de Automação ...................................................................... 22 
1.2.1.1. Automação Fixa .......................................................................... 23 
1.2.1.2. Automação Programável ............................................................ 23 
1.2.1.3. Automação Flexível ..................................................................... 24 
1.2.2. Automação e Mecanização ............................................................ 25 
1.2.3. Sistemas Automatizados .............................................................. 25 
1.2.3.1. Sistema Operacional .................................................................. 26 
1.2.3.2. Sistema de Controle .................................................................... 26 
1.2.4. Sensores na Automação ................................................................ 27 
1.2.4.1. Sensores na Robótica ................................................................ 28 
1.2.4.2. Sensores Próprioceptivos ......................................................... 30 
1.2.4.2.1. Sensor de Distância ................................................................. 30 
1.2.4.2.2. Sensor de Proximidade ............................................................ 30 
1.2.4.2.3. Sensor de Toque ...................................................................... 31 
1.2.4.3. Sensores na Educação ............................................................... 31 
1.3. A Robótica ........................................................................................ 32 
1.3.1. História ............................................................................................ 33 
1.3.2. Braço Robótico .............................................................................. 36 
1.3.2.1. Características do Braço Robótico ........................................... 37 
1.3.2.1.1. Motores .................................................................................... 38 
1.3.2.1.2. Elos e Juntas ............................................................................ 39 
1.3.2.1.3. Programação ............................................................................ 40 
1.3.2.1.4. Graus de Liberdade ................................................................. 42 
1.3.2.1.5. Configurações de Robô ........................................................... 44 
1.3.2.1.6. Orgão Terminal ........................................................................ 46 
1.3.2.1.7. Sistemas de Acionamentos ..................................................... 46 
1.3.2.1.8. Métodos de Acionamentos ...................................................... 48 
 
 
1.3.3. Impacto Social da Robótica .......................................................... 49 
1.3.4. Robótica na Educação ................................................................... 50 
 
CAPITULO II 
2.1. Projeto Eletrônico ............................................................................. 53 
2.2. Motor de Passo ................................................................................. 54 
2.2.1. Funcionamento do Motor de Passo .............................................54 
2.2.2. Dados Técnicos ............................................................................. 55 
2.3. Drivers TB6560 .................................................................................. 56 
2.3.1. Dados Técnicos ............................................................................. 56 
2.4. Microcontrolador PIC18F4550 .......................................................... 56 
2.4.1. Como usar o PIC ............................................................................ 57 
2.4.2. Pinagem ......................................................................................... 58 
2.4.3. Dados Técnicos ............................................................................. 58 
2.5. Eletroimã ........................................................................................... 58 
2.5.1. Dados Técnicos ............................................................................. 59 
2.6. MOSFET IRF640 ................................................................................ 59 
2.7. Chave Fim de Curso Mecânico ....................................................... 60 
2.8. Chave Óptica .................................................................................... 60 
2.9. Fonte .................................................................................................. 61 
2.9.1. Dados Técnicos ............................................................................. 61 
2.10. Projeto Mecanico ............................................................................ 61 
2.11. Mancal ............................................................................................. 64 
2.11.1. Dados Técnicos ............................................................................ 65 
2.12. Polia e Correia Dentada ................................................................. 65 
2.12.1. Dados Técnicos ........................................................................... 65 
2.13. Rolamento ....................................................................................... 66 
2.13.1. Dados Técnicos ........................................................................... 67 
2.14. Programação .................................................................................. 67 
 
CAPITULO III 
3.1. Projeto Mecânico .............................................................................. 69 
3.1.1. Usinagem ....................................................................................... 70 
3.1.2. Montagem ...................................................................................... 71 
 
 
3.1.2.1. ETAPA 1 ...................................................................................... 71 
3.1.2.2. ETAPA 2 ...................................................................................... 71 
3.1.2.3. ETAPA 3 ...................................................................................... 72 
3.1.2.4. ETAPA 4 ...................................................................................... 72 
3.2. Projeto Eletrônico ............................................................................. 73 
 
CAPITULO IV 
4.1. Testes ................................................................................................ 77 
4.2. Problemas e Falhas .......................................................................... 77 
4.3. Soluções ........................................................................................... 78 
4.4. Melhorias ........................................................................................... 79 
CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................... 81 
REFERÊNCIAS ......................................................................................... 83 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
Atualmente, o conceito da indústria 4.0 tem se tornado mais presente. 
Nessa nova metodologia de produção, a automação industrial está substituindo 
quase tudo, favorecendo as tarefas mecânicas repetitivas. 
O processo de aperfeiçoamento tecnológico que milhares de indústrias 
retratam hoje, vem de grandes mudanças que aconteceram nas últimas 
décadas. No século XXI, novas formas de interação entre humano e máquina, 
facilitam não só novas formas para realização das tarefas que há nas 
indústrias, como também a velocidade de produção de entrega de mercadorias. 
Devido à automação industrial estar sendo muito utilizada nas empresas nos 
últimos anos, as produções tendem a aumentar cada vez mais, elevando os 
custos e minimizando falhas nas operações. Pode-se considerar a automação 
uma das principais áreas industriais que necessita de mais investimento e 
pesquisa. 
O avanço da tecnologia pode favorecer e ao mesmo tempo causar 
impacto para a sociedade. Muitos processos estão mudando, alguns robôs 
estão sendo criados para realizar tarefas por vontade própria, e isso pode tanto 
acarretar em uma melhor produção como também refletir no desemprego. 
Atualmente há milhares de empresas que utilizam de um braço robótico 
industrial para aperfeiçoar e garantir a automação necessária, oferecendo 
novos produtos para o consumidor final. Depender de um braço robótico 
industrial reforça a necessidade de investimento do setor para o futuro. 
Os braços robóticos estão em muitas áreas, tais como na indústria 
automobilística, em cirurgias, em caminhões de lixo, em poda de árvores, na 
construção de muros de tijolos, e na demolição dos mesmos. Desenvolvedores 
estão aprimorando o projeto para determinadas funções necessárias, visando a 
realização de cada trabalho proposto. 
Recentemente programas que disponibilizam o trabalho, o estudo 
teórico e prático com a robótica LEGO, tem sido implantados em algumas 
escolas particulares, porém até então ainda não foi visto o desenvolvimento 
 
14 
 
robótico industrial para aplicação nas escolas, o que de fato poderia transmitir a 
ideia e a noção de como funciona um robô industrial. 
O braço robótico controlado é muito utilizado em diversas funções 
industriais, sendo geralmente programado para determinadas funções com 
precisão. O custo do equipamento é bem alto se comparado com a mão-de-
obra humana. 
Se comparado com um braço humano possui a mesma fisiologia, pode 
ter as mesmas articulações, movimento do ombro, arco de articulação do 
cotovelo, pulso e garra. 
O mesmo foi pensado para trabalhar com movimentos mais complexos 
do que de um braço humano, pois, em um braço robótico a variedade de 
aplicações que podem ser inseridas como atuadores são tão diversas quanto 
uma mão. 
De acordo com o exposto anteriormente, surgiu a seguinte questão: 
Como a automação pode contribuir para aprendizagem de crianças e jovens? 
Com este trabalho, será desenvolvido um protótipo de um braço 
robótico, seguindo as informações introduzidas anteriormente seguindo então 
padrões técnicos para que as crianças e os jovens de hoje em dia possam 
entender o funcionamento do mesmo. 
Os objetivos específicos consistiram em: 
• Fazer a programação no PIC18F4550; 
• Desenvolver o protótipo (parte Mecânica) no Inventor; 
• Criar um joystick para controlar o braço; 
• Testar e validar o protótipo; 
Este trabalho justifica-se pela importância no manuseio de um braço 
robótico para o aprendizado de crianças e jovens, quanto ao futuro relacionado 
ao chão de fábrica de uma empresa 4.0. 
O braço robótico poderá ser capaz de se movimentar em 90° na vertical, 
180° na horizontal e aproximadamente 270° onde contém um eletroímã no topo 
do braço, tudo comandado por um controle desenvolvido com um layout fácil e 
pratico para que não haja dificuldade de entendimento da parte das crianças e 
jovens. Um programa que permitirá que o braço robótico se movimente como 
um braço humano, conforme comando e controlado porpush botton com maior 
 
15 
 
possibilidade de articulação e movimentação. O Braço Robótico é dotado de 3 
graus de liberdade. 
A segurança e aprendizado das crianças e jovens, se beneficiam em 
circunstâncias onde não há ameaças em seu local de estudo, mas sim 
aprendizado, experiência e conhecimento para ambos. 
O estudo nos mais variados requisitos, desenvolve o raciocínio lógico 
das crianças com programação em áreas mecânica e eletrônica, 
proporcionando experiência. Crianças e jovens aprendendo desde cedo que a 
maioria das indústrias atuais estão voltadas para a área da robótica, poderão 
se preparar para o futuro profissional, competindo em vagas de emprego 
disputadas. 
 
16 
 
CAPÍTULO I - BRAÇO ROBÓTICO PARA APRENDIZADO DE CRIANÇAS E 
JOVENS 
 
 
1. Mecatrônica: Definição 
 
A Mecatrônica consiste: “(...) em uma área interdisciplinar que combina a 
engenharia mecânica, engenharia eletrônica e as ciências da computação.” 
(SCHWEITZER, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p. 7). 
 
(...) na combinação das áreas de mecânica, controle, microeletrônica 
e ciências da computação, numa abordagem de engenharia 
concorrente com uma visão simultânea das possibilidades nas 
diferentes disciplinas envolvidas em contraste com as abordagens 
tradicionais que em geral tratam os problemas separadamente (VAN 
BRUSSEL, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p. 8) 
 
 
De certa forma uma disciplina depende da outra, por exemplo, temos casos 
em que a mecânica depende das partes de controle e microeletrônica, assim como 
em outros casos ambas dependem da mecânica, o que torna a Mecatrônica uma 
área completamente diversificada. 
 
(...) na combinação de mecânica e eletrônica, considerando as 
ciências da computação uma ferramenta integrante das engenharias, 
com o objetivo de melhoras a operação, aumentar a segurança e 
reduzir custos de maquinas e equipamentos. (SALMINEM, 1996 
apud ROSÁRIO, 2005, p.8) 
 
 
Quando são unidas as engenharias, mecânica e eletrônica, o que seria um 
simples sistema deficiente de alguma disciplina, se torna um sistema versátil com a 
atuação de diversas disciplinas, dessa forma, se usarmos um sistema produtivo 
como exemplo, pode-se afirmar que este sistema dificilmente apresentará falhas de 
forma a assegurar a segurança e a qualidade de tal produto, diminuindo a 
manutenção e o gasto com equipamentos, o que impactaria diretamente nos custos 
destas áreas. 
 
 
 
 
 
17 
 
(...) em uma filosofia de projeto, baseada na integração da 
microeletrônica, da computação e do controle em sistemas 
mecânicos, com o propósito de obter a melhor solução de projetos e 
produtos com certo grau de ‘inteligência’ e ‘flexibilidade’. (ACAR, DA 
UNIVERSIDADE DE LOUGHBOROUGH, NA INGLATERRA, 1996 
apud ROSÁRIO, 2005, p. 8) 
 
 
“A mecatrônica envolve a integração concorrente das áreas de mecânica, 
eletroeletrônica, ciência da computação e controle, devendo extrair o que há de mais 
adequado em cada uma das áreas.” (ROSÁRIO, 2005, p. 9) 
Segundo Rosário (2006) a Mecatrônica teve um grande impulso com o 
surgimento dos robôs, de fato, a robótica teve grande auxilio com o desenvolvimento 
dos microprocessadores, atuadores e sensores, com o intuito de combinarem todos 
em um único sistema. 
Com base em todos os estudos feitos sobre esta área, pode-se afirmar que o 
termo Mecatrônica já vem sendo utilizado desde o período pós Segunda GM. As 
indústrias daquela época passaram a pensar na questão da qualidade e da 
quantidade de seus produtos. Perceberam então, que o uso de recursos 
tecnológicos inovadores eram tão necessários quanto qualquer outra coisa, a fim de 
evoluir fortemente os setores de Manufatura da empresa. Quanto mais tecnologia 
inovadora, mais flexível se tornava um setor produtivo. 
De acordo com Rosário (2005, p. 2) “Os sistemas produtivos têm sido 
condicionados a assegurar competência em vista de um mercado crescente de 
exigências (...)”. 
Pesquisas apontam que na atualidade a corrida entre empresas com base à 
aquisição e manutenção da qualidade de seus produtos, pode ser considerada o 
ponto chave para que o mercado abrisse suas portas visando a entrada de novas 
tecnologias, tornando os processos cada vez mais flexíveis de acordo com as 
necessidades das mesmas. 
“Investimentos em tecnologia privilegiam a inovação como vantagem 
competitiva.” (ROSÁRIO, 2005, p. 3). Assim, o uso de novos componentes como, 
sensores, atuadores, circuitos integrados foram tornando-se completamente 
necessários nas indústrias. 
 
 
 
 
18 
 
1.1. Mecatrônica e Automação 
 
No ramo da Mecatrônica, a Mecânica e a Eletrônica atuam em conjunto com 
as linguagens de programação. Na eletrônica teve o surgimento dos circuitos 
integrados ou microprocessadores, conhecidos também como microcontroladores 
capazes de integrar qualquer sistema mecânico através das programações, pode-se 
dizer que através da eletrônica é possível realizar qualquer função mecânica, seja 
ela sistêmica ou humana, de certa forma, agilizando processos e garantindo maior 
qualidade e segurança, contudo, chegamos no termo Automação. 
O uso dos componentes tornou-se algo essencial para que um sistema 
mecatrônico pudesse funcionar de forma eficaz para as situações desejadas, pois 
qualquer que seja o sistema, independente de seus fatores de entrada, seus fatores 
de saída devem ser diversificados para abrangerem todos os tipos de atividades 
possíveis. 
Dentro da Mecatrônica existem dois termos um pouco semelhantes porem 
com um único diferencial, os termos são Sistemas Mecânicos Ativos e Sistemas 
Mecânicos Passivos. Uma vez que o sistema tenha a intervenção humana, o 
sistema já se torna passivo, de acordo com Rosário (2005, p.16) “(...) pode 
acontecer de um sistema mecatrônico passivo passar a executar uma nova função, 
nesse caso o sistema deve ser projetado e construído novamente. ” 
 
 
Ilustração 1. Sistema Mecânico Ativo Ilustração 2. Sistema Mecânico Passivo 
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/361566/, 2015 
 
https://slideplayer.com.br/slide/361566/
 
19 
 
 
Para muitos profissionais a mecatrônica surgiu com base nos robôs, por conta 
do funcionamento robótico, outras áreas foram sendo desenvolvidas, como sensores 
e atuadores, controle, entre outras. “O grande avanço na área da robótica somente 
foi possível com o surgimentos do microprocessador” (ROSÁRIO, 2005, p.7) 
 
A automação e a robotização, buscam em um primeiro desafio, 
eliminar a interferência do homem nos processos e produtos, 
resultando em produtos com melhor qualidade e processos com 
maior produtividade. (MAQUINAS NA ERA DA MANUFATURA 
AVANÇADA, p. 3) 
 
Dentro da Automação é sempre necessário estar se adaptando e se 
atualizando, as inovações que surgem durante o tempo, para cada nova situação 
sempre haverá uma inovação a se fazer. 
 
Inovar é fazer coisas diferentes ou de maneiras diferentes. É sair da 
rotina, é experimentar novas soluções ou mesmo formular outros 
problemas. É usar a criatividade para satisfazer necessidades não 
satisfeitas ou insuficientemente satisfeitas. (ROSÁRIO, 2005, p. 4). 
 
Pelo fato de conter tantas áreas interligadas, a Mecatrônica se tornou uma 
referencia para quem ainda esta decidindo em que se especializar. A junção da 
mecânica, com a eletrônica, com o controle programável e com a informática, fez 
com que surgissem novos setores industriais, novas vagas de emprego, novos 
cursos, novas especializações. 
“Os conceitos da mecatrônica podem ser empregados numa vasta gama de 
aplicações, como na Automação Industrial.” (ROSÁRIO , 2005, p. 4) 
 
1.2. Automação Industrial 
O surgimento da Automação deve-se pelo surgimento das tecnologias ao 
redor do mundo, com o desenvolvimento das áreas da mecânica, eletrônica e 
computação, foi capaz de desenvolver uma área voltada completamente para a 
Automação, a Mecatrônica. 
Desde muito tempo, segundo Fuentes (2016), a automação já vem 
acontecendo,desde os períodos pré-históricos quando o homem inventou a roda e 
até mesmo os moinhos de vento. De certa forma essas coisas foram sendo 
 
20 
 
aperfeiçoadas até que a automação começou a ter um alto destaque na sociedade 
no século XVIII, quando o homem já começa a ter uma certa evolução no modo de 
produção para poder produzir mais. Fuentes (2016) ainda relata que, já no século 
XIX chegaram a energia elétricas com o surgimento das usinas e o aço, o que 
impactou para o crescimento das industrias nos setores produtivos, comunicativos e 
transportadores. E já no século seguinte (XX), ocorre o surgimento dos 
computadores, servomecanismos, e controladores, coisas que até o século XXI 
ainda continuam se desenvolvendo. 
Segundo Rosário (2005, p. 5) “(...) a mecatrônica surgiu com o 
desenvolvimento dos robôs.” Contudo os robôs já são autômatos com uma historia 
relativamente longa, pois há relatos de um autômato que existiu em 2000a.C. Os 
robôs foram ter uma maior atenção no século XX durante as Revoluções Industriais. 
 Segundo Ayres (2007) o grande catalisador para os autômatos foi a 
Revolução Industrial, com ela foi capaz de desenvolver equipamentos e 
componentes capazes de estruturar dispositivos automáticos a fim de automatizar 
produções. O autor ressalta ainda que as produções em larga escala realizavam 
trabalhos repetitivos e pesados, com isso foram desenvolvidos equipamentos com 
ligamentos e juntas de forma linear para realizar esses serviços substituindo os 
braços e pernas. As Revoluções Industriais impactaram fortemente nas industrias, 
pois foi com suas modificações que o ser humano foi vendo a necessidade de se 
aperfeiçoar através do estudo ao ponto de poderem fazer parte das inovações feitas 
no ramo da industria. 
Com base na história industrial, o surgimento das maquinas já na primeira 
revolução industrial mostrou como seriam as coisas nos dias de hoje. Claramente, é 
visível que uma maquina hoje em dia é altamente necessária dentro de uma 
empresa. Com o passar do tempo o ser humano foi obrigado a se adaptar 
rapidamente as máquinas para não ficar para trás, ou seja, o mercado, a industria, 
exigiam cada vez mais uma boa qualificação das pessoas. 
Hoje, com a Industria 4.0 ou 4º Revolução Industrial, percebe-se que a cada 
Revolução Industrial, fica mais visível que o futuro será das maquinas, onde diversas 
atividades humanas serão substituídas por sistemas automatizados. 
A automação industrial de um sistema é um procedimento onde todas as 
tarefas realizadas por operadores manualmente nos setores produtivos, são 
 
21 
 
transferidas para conjuntos tecnológicos considerando que possa ocorrer eventos, a 
fim de manter a segurança e a qualidade. (BERTULUCCI, 2013). 
Com a automação industrial o objetivo é desenvolver mecanismos que 
possam produzir com melhor qualidade e menor custo. (BERTOLUCCI, 2013). 
A quantidade de melhorias que uma Automação Industrial pode transmitir 
para uma companhia, industria ou instituição é tão grande que para cada caso existe 
um tipo de Automação. O caso mais específico da Automação está relacionado aos 
setores produtivos, ou seja, sua função tem uma certa variação em relação a sua 
especialidade. 
Com a Automação Industrial pode-se aumentar a quantidade e a qualidade de 
produção, controlar a quantidade de matéria-prima utilizada nos setores da industria, 
garantir segurança para funcionários e até mesmo realizar trabalhos que 
manualmente não seriam capazes de ser realizados. (BERTOLUCCI, 2013) 
A automação industrial ocorre quando, através dos avanços tecnológicos 
adaptados àquele tipo de processo de fabricação, seja criado um produto e que 
ainda possa conectar as etapas utilizadas no processo garantindo assim um bom 
custo-benefício. (SILVA, 2019) 
Pode-se dizer que com a Automação podemos alcançar níveis altos de 
produtos e processos, as exigências de mercado, clientes, podem ser facilmente 
atendidas com a combinação das diversas áreas envolvidas dentro da automação. 
“(...) quando você automatiza seus processos industriais, pode coletar dados 
toda vez que precisa. Na verdade, você pode fazer isso sempre que um processo 
acontecer.” (AUTOMÇÃO DE PROCESSOS, p. 4). 
Os dados são obtidos de através de sinais emitidos por sensores, os quais 
correspondem a uma sequência de programação pré estabelecida capaz de gravar 
esses dados em memórias ou banco de dados a fim de serem usados como 
informações da industria. 
 
 
 
22 
 
 
Ilustração 3. Sistema de Processo Industrial Automatizado 
Fonte: https://blog.saipos.com/sistema-de-gestao-para-restaurantes-o-que-e-erp/ 
 
“Basicamente, a automação industrial pode ser dividida em duas modalidades 
quanto aos tipos de processos: processos da manufatura e processos contínuos.” 
(FUENTES, 2016, p. 17). Os processos de manufatura são aqueles responsáveis 
por realizarem um maio numero produtos, como por exemplo em industrias 
automobilísticas. O processo de manufatura é responsável por garantir a 
movimentação mecânica de todas as partes envolvidas no processo automatizado 
onde todas as maquinas funcionam em conjunto. Já um processo continuo é 
completamente ao contrario, onde um sistema depende do outro, portanto é um 
sistema menos dinâmico. Ainda sim existem industrias onde os dois processos 
atuam juntos, um exemplo são as industrias de bebidas. 
De fato a automação consiste em trocar os serviços humanos por 
componentes automatizados, sistemas de interfaces, robôs, sensores, entre outros, 
dessa forma é capaz de dividir alguns tipo de automação. 
 
1.2.1. Tipos de Automação 
 
 
Ilustração 4. Classificação e Tipos de Automação 
http://www.profelectro.info/tag/automacao-industrial/page/4/ 
http://www.profelectro.info/tag/automacao-industrial/page/4/
 
23 
 
Segundo a Fersiltec (2019), 
 
1.2.1.1. Automação Fixa: 
Este tipo de automação tem como característica a inflexibilidade de ser 
modificada, para ser modificada ela precisa de um novo projeto com novas funções. 
Uma vantagem deste tipo de automação é que reduz o custo do produto, aumenta a 
produtividade e garanti a eficiência do processo. 
“É utilizada quando o volume de produção dever ser muito elevado, e o 
equipamento é projetado adequadamente para produzir altas quantidades de um 
único produto (...)” (BAYER, 2011, p. 18) 
 
 
Ilustração 5. Modelo de Automação Fixa 
Fonte: https://fersiltec.com.br/blog/tipos-de-automacao-industrial-ideal-empresa/ 
 
1.2.1.2. Automação Programável: 
Uma automação programável é a ideal para um processo no qual serão feitos 
diferentes produtos, ou seja, a cada mudança de produto basta selecionar a troca de 
programa no controlador, porem o único problema neste tipo de automação é o 
tempo demandado para cada troca de programa, o que possui uma certa variação 
de acordo com o produto a ser feito. 
“Esse tipo de automação é utilizado quando o volume de produção de cada 
item é baixo.” (BAYER, 2011, p. 19) 
O item a ser fabricado pode ter uma certa variabilidade, pois não é o 
influenciador no processo, e sim como será feito, que por exemplo, os equipamentos 
usados neste tipo de processo são as maquinas CNC, capazes de memorizar 
programas para cada produto, ou seja, o equipamento é ligado diretamente com um 
outro setor da empresa por uma rede onde é transmitido todos os dados da maquina 
e através de um controlador é capaz de operar o equipamento a fim de controlar o 
que, quanto e quando produzirá algum produto. 
 
24 
 
 
Ilustração 6. Modelo de Automação Programável 
Fonte: https://sigga.com.br/blog/automacao-industrial/ 
 
1.2.1.3. Automação Flexível: 
Neste tipo de automação a combinação de códigos que podem ser 
controladas pelos operadores são bem diversas, com isso a possibilidade de 
programar uma produção com uma variedade maior de produtos sem perda de 
tempo com ajustes e setups é bem maior. 
“A automação flexível também é conhecidacomo sistema de Manufatura 
Integrada por Computador (CIM) e, em geral, parece ser mais indicado para o 
volume médio de produção.” (BAYER, 2011, p.19) 
Bayer ainda destaca que os equipamentos deste tipo de processo é capaz de 
desenvolver diversos modelos de produtos porem de forma mais limitada que no 
processo anterior. A sua diversificação não esta nos tipos de produtos e sim nas 
características do produto, como dimensões diferentes e materiais diferentes, e para 
manter o controle desse processo é tudo através de um computador central onde é 
capaz de monitorar toda a atividade do sistema. 
 
 
Ilustração 7. Modelo de Automação Flexível 
 
 
25 
 
1.2.2. Automação e Mecanização 
Segundo Bayer (2011), existe uma diferença entre esses dois aspectos mas 
no entanto estão interligados. A Mecanização consiste em substituir o trabalho do 
homem por maquinas mecanizadas. Já a automação alem de ter as maquinas como 
trabalhadoras, permite que as maquinas se autorregulem sem precisar do homem. 
Nas palavras de Fuentes (2016), a mecanização elimina os esforços físicos 
por maquinários capazes de realizar determinados trabalhos, já a automação, nada 
mais é do que a realização dos trabalhos com maquinas controladas 
automaticamente, assim elas próprias podem realizar suas correções, medições e 
até operação, sem que haja uma intervenção do homem. 
 
1.2.3. Sistemas Automatizados 
 
Os sistemas da Automação podem estar interligados dentro de um único 
processo ou podem ser diversos processos. Existem sistemas para setores 
produtivos, comerciais, controles e até transportes. Para que esses sistemas 
funcionem são usados componentes mecânicos, eletrônicos, pneumáticos, 
hidráulicos entre muitos outros dos quais são capazes de atuarem automaticamente 
em um sistema através de uma programação ou uma ligação. 
Os sistemas automatizados só foram introduzidos nos processos de produção 
das industrias quando percebeu-se a necessidade de produzir com maior precisão e 
maior velocidade. (GOMES, 2011) 
Os sistemas mais comuns utilizados na Automação são as linhas de 
produções movidas por esteiras. A forma continua e rápida deste tipo de processo 
torna o sistema dinâmico e preciso, a quantidade de tecnologia necessária para que 
este tipo de sistema funcione em perfeita sincronia as vezes é algo absurdo, pois o 
primeiro modelo deste sistema surgiu com Henry Ford em 1913, que de fato, 
naquela época o potencial tecnológico do mundo ainda não era tão abundante 
quanto hoje em dia, onde em conjunto com essas esteira já temos braços robóticos 
realizando tarefas braçais. 
 
 
26 
 
 
Ilustração 8. Sistema de produção automotivo automatizado 
Fonte: http://www.blsistemas.com.br/quais-sao-os-usos-da-automacao-industrial-no-brasil/ 
 
Cada vez mais os segmentos da área de produção industrial, como geração e 
distribuição de energia, transportes e armazenamento de materiais, entre outros, 
todos requerem o investimento de novos sistemas e máquinas automatizadas. 
(BERTOLUCCI, 2016). 
Os sistemas de processos no passado eram mais separados, cada sistema 
no seu lugar, porem com o passar do tempo, esses sistemas passaram a atuar em 
conjunto, a fim de otimizar todo o processo. Hoje o processo é dividido em duas 
partes, Operacional e Controle. 
Segundo Bertolucci (2016): 
 
1.2.3.1. Sistema Operacional: 
Esta parte do processo é ligada diretamente no sistema, pois é a junção de 
elementos que fazem com que as maquinas realizem as operações desejadas. Esta 
parte envolve elementos como, sensores, atuadores, pistões, motores e etc. 
 
1.2.3.2. Sistema de Controle: 
Nesta parte temos a aplicação do CLP. Até algum tempo ainda eram usados 
lógicas de relés, temporizadores, entre outros, hoje os CLPs são capazes de 
realizares todas essas funções, ligado diretamente em um computador industrial, o 
operador terá somente a necessidade de receber informações e enviar 
programações. 
 
27 
 
 
 Ilusrtação 9. Parte de Controle de um Sistema 
Fonte: https://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/ 
 
1.2.4 Sensores da Automação 
 
Os sensores existem dois tipos, digitais e analógicos, os digitais com apenas 
dois tipos sinais, on e off, já os analógicos dependem da variação de tensão e 
corrente neles aplicada onde existirá um nível para que funcionem. O controle 
destes sensores muitas vezes são feitos em entradas e saídas de outros 
componentes da área da Eletrônica, podem ser acionado automaticamente através 
de programações ou mecanicamente através de um botão. 
 
Um sistema sensorial é também mais facilmente adaptável a uma 
maior variedade de tarefas, atingindo desta forma um maior grau de 
universalidade e que no limite se repercutirá em custos de produção 
e de manutenção menores. (QUERES, 2017, p. 224) 
 
 
Um sensor é um dispositivo capaz de fazer a detecção de objetos externos, 
no ambiente físico, e no mesmo instante, responder com eficiência para algumas 
entradas provenientes de um ambiente físico. (BERTOLUCCI, 2018) 
Seguindo a ideia de Bertolucci, o sensor funciona como nossos olhos e 
ouvidos e mãos, são basicamente representantes dos sentidos humanos no mundo 
da robótica. Através deles pode-se “dar vida” a um sistema automatizado, ou seja, o 
sistema funcionará sozinho onde suas ações serão baseadas em programações. 
 
Um sensor nem sempre tem as características elétricas necessárias 
para ser utilizado em um sistema de controle. Normalmente o sinal 
de saída deve ser manipulado e isso geralmente é realizado com um 
circuito de interface para produção de um sinal que possa ser lido 
pelo controlador. (Fuentes, 2016, p. 23) 
https://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/
 
28 
 
1.2.4.1. Sensores na Robótica 
 
Existem alguns tipos de sensores bastante utilizados nas industrias e na 
robótica, como os sensores indutivos, capacitivos e até os magnéticos. 
De acordo com Fuentes (2016, p.24) os indutivos são os sensores capazes 
de captar a oscilação do campo magnético de qualquer material com a característica 
metálica sem a necessidade de que o material o toque. A oscilação do campo 
magnético faz com que o sensor ative seu sinal de saída. Já os capacitivos tem o 
mesmo principio porem possuem um acionamento diferente e podem captar 
qualquer tipo de material, o que faz com que o sensor acione e mande o sinal para a 
saída é a oscilação no dielétrico do sensor. E por fim os magnéticos que fazem a 
captação do campo magnético dos imãs acionando um contato NA na saída. 
 
 
Ilustração 10. Sensor Indutivo 
 
Ilustração 11. Sensor Capacitivo Ilustração 12. Sensor Magnético 
 
 
Sabe-se que os sensores são grandes emissores de sinais como forma de 
reconhecimento de alguma atividade dentro de um sistema automatizado. Para que 
o sistema funcione em perfeição, é necessário que os sensores estejam em perfeito 
funcionamento, pois qualquer sinal contrario ao correto pode acarretar em falhas no 
software ou hardware. 
 
O uso de sensores permite que um robô possa interagir com o 
ambiente que o rodeia, podendo percebê-lo através dos sensores e 
modificá-los por meio de atuadores. Isto não ocorre nas operações 
 
29 
 
pré-programadas onde um robô é projetado para realizar tarefas 
repetitivas por meio de um conjunto de funções programadas. 
(QUERES, 2017, p. 224) 
 
Segundo Rosário (2005, p.87) “Um bom entendimento dos princípios de 
funcionamento dos sensores é fundamental tanto para sua perfeita utilização como 
para a correta execução do projeto de dispositivos robóticos.” 
Ainda de acordo com Rosário (2005) pode-se separar esses sensores em 
dois grupos, proprioceptivos e heteroceptivos. Os Proprioceptivos são aqueles 
sensores capazes de monitorar a parte interna do sistema robótico, com eles é 
capaz de monitorar a angulação, o torque, a velocidade, o posicionamentos e até a 
velocidade linear das juntas, onde, ao monitorar todasessas variáveis é emitido um 
sinal para o controlador todo momento, para que o controlador possa corresponder 
no tempo certo. Já os Heteroceptivos são os sensores capazes de monitoras as 
atividades externas do robô, ou seja, esses sensores tem a capacidade de detectar 
o tipo de material e até mesmo uma pessoa, para essas ocasiões sensores como 
sensores capacitivos, indutivos ou até magnéticos são necessários, mas também 
podemos usar sensores de pressão e de níveis dependendo dos sistemas. 
Dentro dos Proprioceptivos tem-se alguns principais sensores utilizados em 
robótica, como por exemplo, Sensores de Força e Momento, Encoders, Sensores de 
Toque e de Proximidade e também Sensores de Posicionamento, Inércia e 
Distancia. 
De acordo com Ribeiro (2004) apud (QUERES, 2017) estes também podem 
ser classificados em dois tipo, Ativos e Passivos. Os Ativos são aqueles que emitem 
energia para o ambiente, como por exemplo sensores laser ou ultrassônicos. Já os 
Passivos são aqueles que recebem energia do ambiente, como por exemplo 
sensores ópticos ou de luminosidades como o fotoelétrico. 
 
Outra classificação agrupa os sensores pelo tipo de grandeza que 
avaliam. Assim, há sensores de distância (laser, ultrassom), 
sensores de posicionamento absoluto do robô (por exemplos 
sistemas de GPS), sensores ambientais (que indicam temperatura, 
umidade), sensores inerciais (que indicam componentes diferenciais 
da posição do robô como, por exemplo, aceleração ou velocidade) 
(RIBEIRO, 2004 apud QUERES, 2017, p. 228) 
 
 
 
 
30 
 
1.2.4.2. Sensores Proprioceptivos 
Os proprioceptivos como mencionado, tem a capacidade de emitir sinais de 
acordo com os comportamentos internos do robô, ou, funcionam em proporção as 
atividades externas do robô. 
Segundo Queres (2017) há vários sensores, tais como: 
 
1.2.4.2.1. Sensor de Distancia: 
Funciona por 3 modos, o primeiro é a emissão de um feixe de luz emitido a 
uma certa distancia e quando interferido, através de um calculo é dado a distancia 
do objeto interferente, o segundo funciona através da distorção do feixe de luz, ou 
seja quando houver diferença entre os feixes de luz a diferença será o valor da 
distancia, já o terceiro modo é um sinal ultrassônico, onde a distancia é calculada 
através da diferença entre a distancia do objeto que refletiu o som e a distancia total 
do som. 
 
 
Ilustração 13. Sensor de Distancia Ultrassônico 
https://www.dx.com/p/new-hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-measuring-module-3-3v-5v-
compatible-for-arduino-2062050.html#.XbX6hFVKjIU 
 
 
1.2.4.2.2. Sensor de Proximidade: 
O Sensor de proximidade é relativamente parecido com o de Distancia porem 
não tem a capacidade de calcular valores de distancia. Sua capacidade perceptiva 
de um objeto esta ligada com os Sensores Capacitivos, indutivos e infra-vermelhos. 
O sensor detecta o objeto através do campo magnético, caso seja capacitivo ou 
indutivo, emitido por ele fazendo com que o mesmo acione, ou seja qualquer 
alteração na capacitância ou detecção de um outro campo magnético o sensor 
detecta a presença do objeto. No caso do Infra-vermelho o sensor detecta o objeto 
no momento da interrupção do infra-vermelho emitido. 
https://www.dx.com/p/new-hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-measuring-module-3-3v-5v-compatible-for-arduino-2062050.html#.XbX6hFVKjIU
https://www.dx.com/p/new-hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-measuring-module-3-3v-5v-compatible-for-arduino-2062050.html#.XbX6hFVKjIU
 
31 
 
 
Ilustração 14. Sensores de Proximidade 
https://www.automacaor3.com.br/sensores-de-proximidade 
 
 
1.2.4.2.3. Sensor de Toque: 
Estes sensores funcionam quando o sensor ou o objeto encostam um no 
outro. Normalmente estes sensores estão localizados na ponta do mecanismo 
robótico, local que tem ação direta com os objetos. Existem situações em que são 
posicionados vários sensores de toques, como por exemplo, em garras, sua função 
é emitir um sinal permitindo o controle de força e velocidade de ação da garra. 
O sensores de toque possuem dois tipo, os binários, onde funcionam em 
forma de microinterruptores, e os analógicos, onde emitem informação em 
proporção á força aplicada, fazendo com que o mecanismo robótico possa entender 
o meio em que atua. 
 
 
Ilustração 15. Sensor de Toque 
 
 
1.2.4.3. Sensores na Educação 
Os sensores empregados na Educação são menos específicos com os 
utilizados na Industria, obviamente. Mas de certa forma, as características possuem 
certas semelhanças. 
https://www.automacaor3.com.br/sensores-de-proximidade
 
32 
 
No ramo educacional a robótica esta ligada diretamente com os kits LEGO, 
esses possuem sensores: infravermelhos, de rotação, de luz, de toque e até de 
visão. 
Segundo Rosário (2005), os kits educacionais da LEGO para robótica 
educacional funcionam de forma a ligar os conhecimentos do alunos tanto na área 
da robótica com o da informática, pois as programações utilizadas veem direto dos 
próprios softwares instalados para esses fins. 
 
1.3. A Robótica 
Assim como já foi mencionado algumas vezes neste trabalho, a robótica tem 
uma alta ligação com Automação. Por possuir um nível tecnológico extremamente 
alto nos dias de hoje, espera-se que sua área seja da mais sofisticada com relação 
as outras, exigindo um grau de conhecimento um tanto elevado. 
” A área de robótica é altamente multidisciplinar, ao abranger diversas áreas 
das engenharias, o que torna seu estudo tanto intrigante quanto complexo.” 
(CARRARA, 2015, p. 1) 
A robótica tem como característica a capacidade de unir diversas áreas, como 
mecânica, eletrônica e computação. Com o avanço tecnológico das mesmas, foi 
possível avançar com a robótica ao ponto de desenvolvimento de algoritmos para 
interfaces homem-maquina, que ainda segundo Carrara (2015) ajudou com o 
desenvolvimento de braços robóticos, os quais se tornaram eficazes no 
desenvolvimento de tarefas humana, capazes de realizar tarefas repetitivas com 
maior velocidade e qualidade, ajudando assim a saúde dos humanos e o setor 
produtivo das empresas, que passaram a usar os braços robóticos com maior 
frequência já que com o desenvolvimento de programações, o custo dos robos 
reduziram. 
Já que a finalidade da robótica é substituir o trabalho do ser humano, para 
que o sistema robótico funcione é necessário que haja um controle a distancia do 
mesmo, de modo a garantir a segurança dos operadores. 
Correia (2003) apud (SÍMPLICIO, 2016 p. ), destaca: 
 
Na maior parte dos casos, o manuseio do robô à distância é feito por 
meio de algum tipo de controle que pode ser feito principalmente por 
linguagem de programação, determinando a trajetória completa do 
robô de forma preestabelecida. 
 
33 
 
Para compreender melhor o uso da robótica na industria, na sociedade, é 
preciso entender também seu surgimento, afinal o termo robô é um assunto 
discutido a um tempo onde os filmes eram teatros. 
 
1.3.1. História 
Segundo Rosário (2005), Bayer (2011) e Carrara (2015) a robótica já existe 
desde inicio do século XX, quando sua primeira menção foi feita por Kapel Kapec, 
um novelista e escritor de uma peça teatral onde eram usados robôs com formas 
humanas em 1920. Seu termo originou-se da palavra tcheca Robota, cujo significado 
é o trabalho escravo. Quando traduzido para o inglês, neste caso, “Robot”, Asimov 
faz o uso da palavra em seu livro “Eu, Robo” de 1950, onde o termo robótica foi 
relacionado pela primeira vez para o estudo da ciência dos sistemas robóticos 
Os avanços tecnológicos que tiveram desde o inicio do século XX até os dias 
atuais, serviram de grande ajuda para o desenvolvimento da robótica. Muito se fala 
nela depois do surgimento do primeiro robô. 
Em 1924, surgiu o primeiro modelo de robô mecânico. Na época o engenheiro 
elétrico da Westinghouse, Roy J. Wensley, desenvolveu uma unidade de controle 
supervisionada. (AYRES, 2007). 
 
 
Ilustração 16. PrimeiroRobô do mundo – Televox 
 
Em sua pesquisa, Ayres destaca o surgimento do primeiro robô automático, 
criado por George Devol e Engelberg em 1954, com isso surgiu as primeiras ideias 
para o Unimate, primeiro robô industrial. Desde então o Unimate passou a ser uma 
referencia na área da robótica naquela época, o que fez com que industrias 
 
34 
 
automobilísticas investissem no modelo para suas linhas de produção, já que sua 
capacidade ia alem da de um ser humano, assim aumentando mais do que o dobro 
a produção. Empresas como General Motor, logo depois BMW, Mercedez Bens, 
Volvo, entre outras, passaram a utilizar o Unimate para serviços de solda o que 
ajudou tbm com a melhoria na saúde dos funcionários que trabalhavam naquela 
área. Engelberg ainda, com o propósito de expandir o robô para o mercado, fechou 
contrato com a Kawasaki, empresa japonesa localizada em Toquio, para a 
fabricação do Unimate. 
 
 
Ilustração 17. Robô Unimate da Kawasaki 
Fonte: https://robotics.kawasaki.com/en1/anniversary/history/history_02.html 
 
 
Seguindo a mesma ideia dos outros criadores, em 1981 , Takeo Kanade 
desenvolve o primeiro braço robótico com motores acoplados nas jutas para a 
realização de movimentos mais preciso, destaca Ayres (2007). 
A ideia do uso da robótica nas industriais surgiu com a finalidade de melhorar 
a saúde dos trabalhadores, aumentar a produtividade e a qualidade dos produtos, já 
que os robôs possuem seus graus de liberdade fazendo com que eles possam 
realizar tarefas que o homem não poderiam realizar e aplicarem forças que o 
homem também não teriam capacidade de aplicar, contudo, Rosário (2005) destaca, 
em 1940 foi estabelecido por Isaac Asimov as Leis da robótica: 
 
1ª Um robô não pode ferir um ser humano ou permanecer passivo 
deixando um ser humano exposto ao perigo; 
2ª Um robô deve obedecer as ordens dadas pelo ser humano, exceto 
se tais ordens estiverem em contradição com a primeira lei; 
3ª Um robô deve proteger sua existência na medida em que essa 
proteção não esteja em contradição com a primeira e segunda lei; 
https://robotics.kawasaki.com/en1/anniversary/history/history_02.html
 
35 
 
4ª Um robô não pode causar mal a humanidade e nem permitir que 
ela própria o faça; (lei criada por Asimov em 1984). 
 
 
Com base nas leis da robótica os seres humanos então passam a aplica-las 
em todos os projetos envolvendo robótica, logicamente com os uso dos 
componentes certos e programações correta usadas nos robôs, é lógico que as 
quatro leis serão obedecidas. Com as ligações corretas e a linguagem de 
programação exata, o uso de componentes representantes dos sentidos humanos 
podem exercer as ações feitas pelos humanos através de sensores. Com isso 
começam a surgir os robôs industriais, capazes de realizar atividades humanas 
repetitivas e perigosas nas linhas de produção. 
 
 Em 1963 a American Machine & Foundry Company (AMF), introduz 
no mercado uma versão de um robô comercial (Versatran). São 
desenvolvidos diversos projetos de braços para manipuladores, tais 
como o braço Roehampton e o braço Edinburgh. (ROSÁRIO 2005, 
p.144) 
 
Como mencionado acima, após o surgimentos dos braços robóticos, as 
industriais partiram para o ramo da automação para então introduzirem os mesmo 
nas linhas de produção já a fim de melhorar os processos. “Sem duvida a 
automação industrial foi e é um grande impulsionador da tecnologia de robótica” 
(ROSÁRIO 2005, p.145). 
Além da tecnologia de robótica, também impulsionou alguns pontos 
socialmente, o fato das industrias optarem pela mão de obra barata no passado, fez 
com que os representantes das industrias ao aplicar a robotização para automatizar 
processos pensassem nos gastos com mão de obra e nos gastos com a automação. 
Claramente a vantagem esta na automação, porem um dos pontos negativos da 
automação continua sendo o desemprego, e que só não aumentou ainda por conta 
de órgãos trabalhistas como o Sindicato dos trabalhadores, que com um grande 
poder social ainda impede que as empreses demitam seus funcionários a fim de 
substitui-los por máquinas, nessa situação, a empresa induz seus funcionários a 
melhoria de qualificação na mão de obra 
 
As características apresentadas pelos manipuladores robóticos 
podem ser usadas em conjunto para substituir o trabalho do homem 
em casos complicados e perigosos como operações em ambientes 
 
36 
 
hostis e prática de trabalhos repetitivos (CAMPBELL et al., 2008 
apud SIMPLÍCIO, 2016, p.91). 
 
Muitas atividades realizadas pelos humanos foram facilmente substituídas por 
elementos robóticos capazes de realizar uma e até mais tarefas humanas, como os 
braços robóticos, capazes de substituir até 100 funcionários dependendo da 
atividade. 
 
1.3.2. Braços Robóticos 
 
 
Ilustração 18. Modelo de Braço Robótico 
Fonte: https://www.istockphoto.com/br/foto/bra%C3%A7o-rob%C3%B3tico-
3drenderiza%C3%A7%C3%A3o-isolado-no-fundo-branco-gm904691400-
249485741 
 
O braço robótico é composto pelo braço e punho. O braço consiste 
de elementos denominados elos unidos por juntas de movimento 
relativo, onde são acoplados os acionadores para realizarem estes 
movimentos individualmente, dotados de capacidade sensorial, e 
instruídos por um sistema de controle. O braço é fixado à base por 
um lado e ao punho pelo outro. O punho consiste de várias juntas 
próximas entre si, unidas por elos compactos, que permitem a 
orientação do órgão terminal nas posições que correspondem à 
tarefa a ser realizada. Na extremidade do punho existe um órgão 
terminal (mão ou ferramenta) destinada a realizar a tarefa exigida 
pela aplicação. (GROOVER, 1988 apud CARRARA, 2015, p.8) 
 
Suas aplicações são das mais variadas possíveis, pois um braço robótico 
hoje em dia pode ser empregado em diversas áreas hoje em dia, desde áreas da 
medicina até áreas industriais (mais comum). Suas finalidades são as mais diversas 
que se pode imaginar, a forma como o braço ira atuar no sistema onde será 
empregado pode varias de ação para ação, hoje em dia a maioria dos braços 
funcionam realizando um movimento bastante comum chamado “pick and place” ou 
“escolher e colocar”. 
https://www.istockphoto.com/br/foto/bra%C3%A7o-rob%C3%B3tico-3drenderiza%C3%A7%C3%A3o-isolado-no-fundo-branco-gm904691400-249485741
https://www.istockphoto.com/br/foto/bra%C3%A7o-rob%C3%B3tico-3drenderiza%C3%A7%C3%A3o-isolado-no-fundo-branco-gm904691400-249485741
https://www.istockphoto.com/br/foto/bra%C3%A7o-rob%C3%B3tico-3drenderiza%C3%A7%C3%A3o-isolado-no-fundo-branco-gm904691400-249485741
 
37 
 
Segundo Bayer (2011), o uso da robótica pode haver vantagens quando 
inseridas no mercado, vatagens como: custo, pois o robô possui um vida útil longa o 
bastante para gerar lucros a uma empresa que no começo precisou gastar um alto 
valor para adquirir, melhoria na produtividade, pois o mesmo pode realizar tarefas 
com maior velocidade continuamente, melhoria na qualidade do produto, pois alem 
de realizar com maior velocidade as operações, o robô possui um nível de precisão 
melhor que o de um humano e no Gerenciamento de Produção, pois empresas 
manufaturadas totalmente dependente de serviços humanos impactam 
drasticamente na produção para o recolhimento dos dados produtivos, no caso de 
um automação nesses processos estes dados podem serem colhidos digitalmente, 
deixando o sistema automatizado e continuo. 
De acordo com sua definição, dependendo de suas programações, sensores 
e atuadores instalados, o material a ser pegado pode ser muito bem selecionado. 
Hoje com o grande número de sensores e atuadores existente no mercado a 
finalidade de um braço robótico pode variar bastante, podendo até ser empregado 
em um sistema onde ele poça automaticamente trocar seus atuadores. 
Segundo Bayer (2011) o Braço robótico depende de um controlador onde 
está localizado todos os componentes programáveis responsáveis pela atuação do 
braço e perto do controladoruma fonte de alimentação HV, para manter o 
controlador e o braço em funcionamento. Os componentes localizados no 
controlador são: Unidade Lógica de Comando, Interface de Programação, Interface 
Lógica, Unidade de Potencia, e um Transformador de Alimentação. 
No braço pode-se definir diversas características, desde a forma como vai 
atuar até a quantidade de vezes a fazer uma ação. Para isso é definido tipos de 
juntas, elos, para que possa ser estabelecido seu grau de liberdade e sua angulação 
de forma que não danifique suas partes. 
 
1.3.2.1. Características do Braço Robótico 
O Braço Robótico em si é composto por diversas partes, todas interligadas, 
assim como o braço do ser humano, o Braço Robótico necessita ter todos os seus 
ligamentos em seus definitivos lugares, para que funcione perfeitamente. 
Os manipuladores robóticos são compostos por membros conectados por 
juntas em uma cadeia cinemática aberta. As juntas podem ser rotativas (revolutas), 
o que permite somente movimentação entre dois membros (elos), ou podem ser 
 
38 
 
prismáticas (lineares), permitindo assim somente movimentações lineares relativas a 
dois membros. (COCOTA, 2005) 
Começando pela ponta do braço, temos o que chamamos de Efetuadores ou 
Atuadores, esses podem ser pontas de solda, câmeras, sensores ou no mais 
comum, garras, já que a finalidade do braço é pegar o objeto e movimenta-lo dentro 
do seu espaço de trabalho. Após a ponta do mesmo, os outros membros são as 
parte responsáveis pelo posicionamento do Atuador, responsáveis por definir a 
posição desejada do mesmo. Para que os membros do braço estejam em perfeita 
sintonia e ligação, é necessário um conjunto de peças que são os elos e as juntas. 
 
1.3.2.1.1. Motores: 
 
Os acionamentos são responsáveis por motores de passo ou servo motores. 
Segundo Santos (2007) o servo motores são componentes eletromecânicos 
que ao receber um sinal elétrico em sua entrada podem ter seu eixo posicionado em 
alguma posição angular, por conta disso o servo motor é bastante utilizado em 
robótica já que o movimento de seu eixo é bastante preciso, e por conta disso o 
mesmo é normalmente empregado no acionamento de garras robóticas. 
“(...) Os servos-motores podem ser considerados como sendo motores 
comandados em posição (angular ou linear), (...)” (CARRARA, 2015, p. 23). 
Diante disso, cabe ressaltar que enquanto o sinal permanecer na entrada, o 
motor manterá sua posição angular. Os Servos trabalham em modo trifásico onde 
através da frequência ajustada pelo sistema de controle, é possível se controlar a 
velocidade. 
Já o motor de passo, segundo Brites (2008), são componentes que 
transforma os sinais elétricos em movimentos mecânicos com pequenas variações 
angulares chamadas de passo, o passo esta diretamente ligado aos pulsos elétricos 
recebidos nas entradas, através da frequência de pulsos, o motor pode variar sua 
velocidade, já seu sentido de giro tem uma variação em relação a quantidade de 
pulsos recebidos. 
Segundo Carrara (2015) este motor possui: giro nos dois sentidos, variações 
incrementais de precisão angular, repetição exata dos movimentos, baixo torque e 
até possibilidade de controle digital. 
 
 
39 
 
Os motores de passo podem ser bipolares ou unipolares. Em ambos 
os casos as fontes utilizadas são de tensão contínua e requerem um 
circuito digital que produza as sequências de sinais para que o motor 
funcione corretamente. (CARRARA, 2015, p. 26) 
 
Nos motores unipolares são usados as quatro fases com tensão positiva, 
assim o retorno acontece por uma linha somente. Já o bipolares, atuam com duas 
fases, neste caso os pares de fases representam os dois sentidos de giro, dessa 
forma é necessário um chaveamento do tipo ponte H para que o mesmo faça a 
inversão da corrente mudando assim o sentido de giro do motor. 
Esses motores estão localizados nas juntas, entre os elos de ligação, são 
eles os responsáveis pelos movimentos do robô. 
 
1.3.2.1.2. Elos e Juntas: 
 
Ilustração 19. Elos, Juntas e Base do Braço Robótico 
Fonte: https://www.ime.usp.br/~adao/roboticaindustrial.pdf 
 
“Os elos são unidos por juntas motorizadas que lhes permitem um movimento 
relativo, com o acionamento monitorado pelo sistema de controle.” (BAYER, 2011, 
p.38) 
” Numa junta qualquer, o elo que estiver mais próximo da base é denominado 
elo de entrada. O elo de saída é aquele mais próximo do órgão terminal” 
(CARRARA, 2015, p.8) 
“Num braço mecânico antropomórfico (que se assemelha ao braço humano), 
os elos são denominados sequencialmente de base, braço e antebraço.” 
(CARRARA, 2015, p.8) 
A juntas do braço robótico é o elemento que define a quantidade de 
movimentos que aquela região do braço pode realizar, ou também conhecido como 
Graus de Liberdade do braço robótico. É por conta delas que o mesmo é capaz de 
 
40 
 
realizar uma quantidade maior de tarefas em pouco tempo em comparação com um 
ser humano. “(...), a maioria deles possui de três a seis eixos, os quais podem ser 
divididos em dois classes: eixo do corpo e eixo da extremidade do robô.” (ROSÁRIO, 
2006, p.154). 
Os eixos, ou juntas, são divididos de acordo com sua definição e sua 
característica em relação ao robô. A seguir, segue os tipos juntas: 
- Prismática ou Linear: move-se somente em linha reta; 
- Rotacional: Gira em torno de uma linha imaginária ou haste vertical e seus 
movimentos são semelhantes ao de uma dobradiça; 
- Esférica: funciona utilizando três juntas de rotação e permite movimentação 
em ter eixos distintos; 
- Cilíndrica: composta por uma junta prismática e outra rotacional; 
- Planar: sãos duas juntas prismáticas atuando em direções diferentes; 
- Fuso: Semelhante a junta prismática, ela funciona em uma única direção 
porem com rotação em função do eixo de fuso central. 
Segundo Carrara (2015, p.9) as juntas rotativas ainda podem atuar de acordo 
com a caracterização de seus elos, tanto de entrada como o de saída. São elas: 
- Rotativa de Torção: os elos de entrada e de saída têm a mesma direção do 
eixo de rotação da junta. (Elo de entrada – mais próximo da base; Elo de 
saída – mais perto do órgão terminal). 
- Rotativa Rotacional: os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao 
eixo de rotação da junta. 
- Rotativa Resolvente: elo de entrada possui a mesma direção do eixo de 
rotação, mas o elo de saída é perpendicular a este. 
 
1.3.2.1.3. Programação: 
 
O braço robótico possui, além das juntas, elos e os seus tipo de atuadores, as 
partes eletrônicas, que também fazem parte do conjunto robótico. Com o avanço 
tecnológico da eletrônica, e da computação, foi possível desenvolver chips, 
microprocessadores, microcontroladores responsáveis por toda a parte programável 
do robô, o uso de softwares onde são capazes de memorizar bibliotecas e listas de 
funções que o robô possa executar tem se tornado bastante usual pois são capazes 
de fazer todas as funções que um computador antigamente seria responsável. 
 
41 
 
 
Ilustração 20. Microcontrolador PIC 18F4550 
http://newportcom.com.br/pic18f4550.html 
 
Ilustração 21. Microcontrolador ATMega328 (Arduino) 
https://www.filipeflop.com/produto/placa-uno-r3-cabo-usb-para-arduino/ 
 
Segundo Carrara (2015), as programações podem ser executadas de acordo 
com os tipos de dispositivos de entrada como por exemplo, joysticks, mouses, 
teclados, entre outros. Esses métodos de entrada são características de homem 
maquina, estes mandam sinais para os controladores os quais através da 
programação enviarão um sinal para os acionadores que realizam os movimentos do 
sistema robótico. 
São usados quatro tipos de programação, programação por aprendizagem; 
programação por linguagem textual; programação mecânica e programação de 
célula de trabalho. 
No quadro 1 a seguir, são apresentadas as descrições das programações: 
 
Quadro 1.: Tipos de Programações usadas na Robótica 
ProgramaçãoDescrição 
1º) Aprendizagem Esta programação é a mais utilizada pois é utilizada no 
método de ponto a ponto. Este método consiste numa 
programação capaz de memorizar um movimento e 
grava-lo como inicio, assim após gravar outras posições, 
é possível programar o robô para que o mesmo execute 
as posições de um ponto ao outro. Este tipo de 
programação depende de um joystick onde o mesmo 
envia sinais para o controlador par que este possa 
transmitir o sinal para os acionadores. O Joystick é 
dotado de botões direcionais e botões que podem 
memorizar a posições (ângulos e o deslocamento) das 
juntas. O fato desta programação permitir a memorização 
de pontos de posições, permite com que o controle possa 
comandar o robô de ponto a ponto, marcando um inicio e 
http://newportcom.com.br/pic18f4550.html
https://www.filipeflop.com/produto/placa-uno-r3-cabo-usb-para-arduino/
 
42 
 
um fim de uma trajetória. Com isso o robô é capaz de 
realizar curva e mudanças de direções com facilidade. 
Uma das vantagens desta programação é que esta 
programação pode ser realizada até com carga o que 
aumenta a precisão dos movimentos porem uma das 
desvantagens é a parada nos movimentos para realizar 
alguma mudança na programação. 
2º) Linguagem Textual Esta programação esta relacionada com o uma 
programação codificada onde os códigos são palavras na 
língua inglesa. Cada código corresponde a uma ação de 
alguma junta. Todos as programações dos robôs são 
desenvolvidas com este tipo de programação. 
Nesta programação, uma linha de código só é realizada 
após o término de uma outra linha. 
3º) Mecânica A Programação Mecânica é mais utilizada em operações 
simples. São utilizados atuadores pneumáticos para 
realização dos trabalhos os quais correspondem a sinais 
de chaves de fim de curso e até chaves – elétricas. É um 
tipo de programação utilizada normalmente em sistemas 
fixos. 
4º) Célula de Trabalho Esta forma de programação permite que o próprio 
controlador realize as funções programadas para serem 
executadas. Sua forma de corresponder as atuações do 
manipulador esta ligada aos sensores que captam 
informações externas e emitem sinais para o controlador 
fazendo com que o acionador realize o trabalho, por conta 
dessa automatização esta programação pode ser 
adaptada a diversos tipos de produtos e processos. 
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019) 
 
1.3.2.1.4. Graus de Liberdade: 
 
Os Graus de Liberdade conceituam a quantidade de movimentos que uma 
junta do braço robótico é capaz de fazer em seu espaço bidimencional ou 
tridimencional, ou seja, dependendo da quantidade de eixos dimencionais que a 
junta se movimenta define a quantidade de Graus de Liberdade dela, que pode ir de 
uma a três graus. “Cada junta define um ou dois graus de liberdade, e, assim, o 
número de graus de liberdade do robô é igual à somatória dos graus de liberdade de 
suas juntas.” (CARRARA, 2015, p.10). Ele ainda destaca que o Grau de Liberdade 
está interligado com a quantidade de variáveis posicionais independentes que 
definem as posições de cada parte de forma única. 
Segundo Fu, 1987 apud (CARRARA, 2015), as juntas usadas nos braços 
responsáveis pela junção dos elos de ligação, podem ser rotativas, prismáticas, 
cilíndricas, esféricas, de parafusos e planares. 
Carrara (2015) destaca alguns modelos de juntas como: 
 
43 
 
• A junta prismática ou linear move-se em linha reta. São compostas de duas 
hastes que deslizam entre si; 
• A junta rotacional gira em torno de uma linha imaginária estacionária 
chamada de eixo de rotação. Ela gira como uma cadeira giratória e abrem 
e fecham como uma dobradiça; 
• A junta esférica funciona com a combinação de três juntas de rotação, e 
permite rotações em torno de três eixos distintos; 
• A junta cilíndrica é composta por duas juntas, uma rotacional e uma 
prismática; 
• A junta planar é composta por duas juntas prismáticas, e realiza 
movimentos em duas direções; 
• A junta tipo fuso ou parafuso é constituída de um parafuso e uma rosca que 
executa um movimento semelhante ao da junta prismática, porém, com 
movimento de rotação no eixo central (movimento do parafuso). 
 
Os movimentos robóticos podem ser separados em movimentos do 
braço e do punho. Em geral os braços são dotados de três 
acionadores e uma configuração 3GL, numa configuração que 
permita que o órgão terminal alcance um ponto qualquer dentro de 
um espaço limitado ao redor do braço. (CARRARA, 2015, p.10) 
 
O Braço possui 3 tipos de movimentos, o qual ele está limitado a realizar 
dentro de seu espaço geométrico, são eles: 
 
• Vertical Transversal: o punho se movimenta para cima e para baixo 
• Rotacional Transversal: o punho se movimento para direita e para 
esquerda. 
• Radial Transversal: o punho se aproxima ou se afasta. 
 
O punho pode conter de dois a três graus de liberdade, contudo, realizando 
seus movimentos em demasia ao serem acionadas para que o órgão terminal não 
se mova. Os movimentos são três, são eles: 
 
• Roll (rolamento): rotação em torno do braço. 
• Pitch (Arfagem): rotação para cima e para baixo. 
 
44 
 
• Yaw: (Guinada): rotação para direita e para esquerda. 
 
 
Ilustração 22. Movimentos Rotacionais do Punho no Braço Robotico 
 
1.3.2.1.5. Configurações de Robo: 
 
“Em resumo, a base sustenta o corpo, que movimenta o braço, que posiciona 
o punho, que orienta o orgão terminal, que executa a ação.” (CARRARA, 2015, p.14) 
A Base é o começo do robô, é a parte que irá sustentar o braço e todo o 
conjunto robótico, podendo ser fixada em diversos locais, definindo então seu 
espaço de trabalho. Preso na base temos o braço, é a parte do robô responsável por 
mover o atuador (garras, pistões, pinças, etc.), o braço pode realizar movimentos 
com até 3 graus de liberdade, como mostrado anteriormente (Roll, Pitch, Yaw), 
através desses movimentos, é capaz definir o sentido de ação do atuador localizado 
na região do punho do braço, que de acordo com Carrara (2015), o punho é dotado 
de movimentos destinados a orientar (apontar) o órgão terminal, o qual não faz parte 
da anatomia do braço mas é o que determinara a ação no sistema. 
Carrara (2015) ainda destaca que as juntas dos Robôs possuem 
características quanto ao seu tipo de movimentação descrevendo-as com letras: T 
para Torcional e R para Rotacional. A quantidade de letras e a quantidade de cada 
letra vai determinar a quantidade de juntas utilizadas em cada cadeia de elo. Essa 
configuração serve tanto para a base como para os braços e para o punho 
 
Quadro 2. – Esquema de notação para designar configurações de robôs 
Configuração do Robô – Braço e Corpo Símbolos 
Configuração Cartesiana L L L 
 
45 
 
Configuração Cilindrica L V L 
Configuração Articulada ou Revoluta L R R 
Configuração Esférica T R L 
Configuração SCARA V R L 
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019) 
 
Quadro 3. – Esquema de notação para designar configurações do pulso 
Configuração do Robô - Punho Símbolos 
Configuração Punho de 2 Eixos R T 
Configuração Punho de 3 Eixos T R T 
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019) 
 
 
 
Ilustração 23. Braço Robótico Cartesiano (LLL) Ilustração 24. Braço Robótico 
Esférico ou Polar(TRL) 
 
 
 
Ilustração 25. Braço Robótico Cilindrico (LVL) Ilustração 26. Braço Robótico 
SCARA(VRL) 
 
46 
 
 
 
Ilustração 27. Braço Robótico Articulado ou Revoluto (LRR) 
 
A configuração usada no desenvolvimento dos Robôs definem suas formas 
de atuar e onde podem atuar. Com isso é capaz de separa-los em modelos que hoje 
são desenvolvidos até mesmo pelas industrias. 
 
1.3.2.1.6. Orgão Terminal: 
 
“Na robótica, o termo órgão terminal é usado para descrever a mão ou 
ferramenta que está conectada ao pulso” (GROOVER, 1988 apud CARRARA, 2015, 
p.18). 
O orgão terminal tende a ser uma das partes mais delicadas do projeto, pois