TP1 - Manipulador robótico (PP)

Introdução
Um manipulador robótico é uma estrutura utilizada para manipular objetos de diversas formas dentro de um espaço de trabalho definido que, neste caso, está dentro do alcance do braço robótico. Manipuladores são classificados segundo o número e o tipo de suas juntas, que em sua maioria são juntas prismáticas (P) ou rotacionais (R). Neste trabalho, visando facilitar a construção e a programação do manipulador, as duas juntas utilizadas são prismáticas e, portanto, o manipulador é PP.

Objetivos
O objetivo do trabalho é construir um manipulador PP capaz de escrever a palavra UFMG, de desenhar uma circunferência e de desenhar uma estrela, figura escolhida pelo grupo, em uma folha papel com espaço delimitado tanto para a sua base quanto para a escrita.

Materiais Utilizados
Os materiais utilizados foram:

      	Almoxarifado LEGO + peças extras
      	Kit Arduino contendo:
                  	Placa Arduino Mega 2560 R3
                  	Motor Shield V2
                  	LCD Keypad Shield 16x2
                  	Sensor Shield
                  	Battery pack (8xAA, botão ON/OFF)
                  	Cabo USB
                  	Fonte de alimentação (12V)
      	Caixa de ferramentas contendo:
                  	Alicate de Bico 125mm
                  	Alicate de Corte Diagonal 125mm
                  	Pistola de Cola Quente
                  	Ferro de Solda 30W 127V
                  	Suporte para ferro de solda com esponja
                  	Estilete Grande
                  	Sugador de Solda

Testes e Decisões
Nos testes iniciais, o grupo focou em desenvolver uma base sólida com trilhos duplos para a estrutura e em entender o funcionamento das engrenagens e como associá-las. Depois, fez-se uma estrutura simples para percorrer os trilhos duplos da base e outra para movimentar o eixo cuja ponta segura a caneta. Estas estruturas foram aumentadas ao associar engrenagens para obter um maior torque.
Devido ao tamanho e à falta de interconexão das duas estruturas, uma estrutura mais compacta foi montada. A base e os trilhos foram alterados para diminuir seu uso de peças e para melhor acomodar a estrutura que percorre os trilhos. Fez-se então testes para assegurar que a velocidade de rotação e o torque atendem as expectativas para que seja possível escrever em uma folha.
Após testes variando tanto a velocidade de rotação de cada motor quanto o tempo em que cada um deles permanecia ligado, o robô conseguiu escrever UFMG, desenhar uma forma similar a um círculo e desenhar uma estrela. Entretanto, a fonte de alimentação com pilhas não funcionou e ligar o robô diretamente na tomada gerou diversos problemas relacionados a programação. Além disso, durante a conclusão do trabalho, houve problemas estruturais em relação a um dos motores, o que fez com que algumas das engrenagens não funcionasse corretamente. Desta forma, ajustes foram necessários para que o manipulador voltasse a escrever e a desenhar de forma correta.

Programação
O código utilizado no primeiro trabalho pode ser encontrado aqui.

Resultados Finais
O trabalho foi concluído com sucesso e o manipulador cumpriu as funções esperadas, apesar de alguns problemas, como demonstrado nos vídeos e nas imagens a seguir:

Estrutura do robô, já sem a ponta do manipulador e um dos motores

Manipulador no dia da apresentação junto a testes bem sucedidos