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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: PLANEJAMENTO DE MOVIMENTOS DE ROBÔS MANIPULADORES

Orientador
  • EDSON ROBERTO DE PIERI
Aluno
  • RENAN ZUBA PARRELA

Conteúdo

Este trabalho se trata de um estudo sobre os métodos utilizados no planejamento de movimentos de robôs manipuladores, principalmente daqueles que buscam otimização energética. foram construídos dois modelos de simulação, ambos utilizando o braço antropomórfico com punho esférico. o primeiro modelo objetivava o planejamento de movimentos livres de obstáculos, que inclui o projeto do sistema de controle do manipulador, o planejamento de trajetórias e de tarefas. foi necessária a solução dos problemas de cinemática inversa e direta. construiu-se um modelo geométrico do robô no simscape™, para que ele fosse tratado como um sistema de dinâmica desconhecida. logo, realizou-se a identificação da dinâmica do manipulador através da estimação de funções de transferências, utilizando o método dos mínimos quadrados. o projeto do controlador foi realizado por meio de um algoritmo genético, que atuava selecionando os parâmetros do controlador pd com filtro que remetem a valores mínimos do índice itae sob restrições de sobressinal. as trajetórias do robô foram confeccionadas considerando desvio de obstáculos, elas eram geradas através da b-spline cúbica no espaço cartesiano e os obstáculos eram modelados através de elipsoides. foram confeccionadas três tarefas para validação dos métodos, nas quais o robô desviava de obstáculos, agarrava objetos e desenhava sobre uma mesa. no segundo modelo de simulação, o planejamento de trajetórias é visto como um problema de otimização energética. a trajetória é gerada através de polinômios no espaço de configuração, nos quais os coeficientes dos polinômios são escolhidos de maneira a minimizar uma função de esforço mecânico e evitar restrições. o cálculo da função depende da solução da dinâmica inversa do manipulador. para isso, implementou-se o algoritmo recursivo de newton-euler, devido ao robô apresentar muitos graus de liberdade. o método de otimização utilizado também foi o algoritmo genético, em virtude da dinâmica complexa e não-linear dos robôs. constatou-se que a quantidade de esforço mecânico evitado depende das condições iniciais e finais impostas e que existe um trade-off entre a diminuição do esforço mecânico e a adição de restrições nos polinômios. ambos os métodos foram efetivos em suas demandas. a vantagem do primeiro é sua simples e intuitiva implementação, enquanto no segundo, as trajetórias possuem esforços mecânicos reduzidos ao mesmo tempo que são livres de obstáculos e suaves nas extremidades.

Índice de Shannon: 3.79169

Índice de Gini: 0.913521

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
4,25% 4,07% 4,85% 4,15% 4,18% 5,40% 18,30% 6,28% 7,39% 3,76% 13,65% 5,31% 4,11% 4,76% 4,76% 4,77%
ODS Predominates
ODS 7
ODS 1

4,25%

ODS 2

4,07%

ODS 3

4,85%

ODS 4

4,15%

ODS 5

4,18%

ODS 6

5,40%

ODS 7

18,30%

ODS 8

6,28%

ODS 9

7,39%

ODS 10

3,76%

ODS 11

13,65%

ODS 12

5,31%

ODS 13

4,11%

ODS 14

4,76%

ODS 15

4,76%

ODS 16

4,77%