Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Silveira, Iago Camargo
• Orientador(a): Laranja, Rafael Antonio Comparsi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Manipuladores robóticos; Motor de passo
• Palavras-chave em Inglês: Cylindrical robotic manipulator of five degrees of freedom; State feedback controller and integrator; Robot operated by stepper motors
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/182286

Este trabalho contempla o projeto de um manipulador robótico cilindro atuado por motores de passo com cinco juntas de atuação. As etapas do projeto do robô, que tratam este estudo, foram divididas em: projeto mecânico; modelagem matemática; projeto do controlador; e simulações. O projeto mecânico apresenta uma proposta de configuração e dimensionamento mecânicos que supre a demanda exigida para a operação analisada. O modelo matemático apresenta as características elétricas e mecânicas do atuador e as características mecânicas do robô. O projeto de um controlador linear é realizado por meio da alocação dos polos do sistema em malha fechada através da realimentação dos estados de posição e de velocidade angulares do rotor unidos a um integrador do erro de posição angular. Para o primeiro grau de liberdade, por conta da variação do momento de inércia de massa associado a essa junta, um controlador com ganhos parametrizados foi projetado, no qual os ganhos são calculados baseado no modelo matemático relativo ao momento de inércia de massa associado a essa junta. Por meio de simulações computacionais, avaliou-se o projeto dos controladores no movimento ponto a ponto dos cinco eixos de atuação e a variação do momento de inércia de massa sobre a primeira junta. Os resultados dessas simulações mostraram que os controladores propostos cumprem com a dinâmica desejada nos cinco graus de liberdade do robô.