Cursos

O objetivo deste trabalho é construir um dispositivo mecânico similar a um manipulador. Este manipulador deve ser capaz de segurar um marcador que deverá deixar uma indicação visível do caminho previamente determinado. Com isso, espera-se familiarizar os alunos com a construção de estruturas mecânicas utilizando LEGO além de iniciar o aprendizado dos mesmos com a Handyboard e a linguagem IC.

Uma estrutura RP foi escolhida para a construção do manipulador robótico. Acima da base, uma junta de revolução é responsável pelo movimento de rotação da estrutura que contém o braço do manipulador. Já o braço do manipulador possui uma junta prismática responsável pelo movimento de translação do braço. Acoplado ao braço, há um suporte para o pincel responsável pela marcação do percurso feito pelo manipulador.

Primeira versão - 17/03/2016

Para manipular a relação entre velocidade e torque, foram construídas caixas de redução nas duas juntas. Assim, foi possível estimar a velocidade angular fornecida pelos dois motores utilizados e gerar torque, utilizando as engrenagens dos sistemas de redução. Para a junta de revolução, foi feita uma caixa de redução de 125:1. Já para a junta prismática, foi utilizada uma caixa de redução de ~ 8,33:1.

Caixa de redução de 125:1

Caixa de redução de ~ 8,33:1

Para garantir a estabilidade do conjunto e de cada uma das caixas de redução, foi construída uma “torre” como base do manipulador. Assim, o sistema de redução da junta de revolução foi dividido em camadas, e a cada camada foi construído um suporte tanto inferior quanto superior, tornando os eixos para as engrenagens mais estáveis.

Para o software responsável pela movimentação do manipulador robótico, foi utilizado como princípio básico a restrição do movimento de revolução. Dessa forma, o motor conectado à junta de revolução sempre estava ligado e o motor conectado à junta prismática foi utilizado para realizar movimentos para frente e para trás, controlando o movimento da caneta conectada ao manipulador e realizando o percurso proposto.

O código foi dividido em 5 subseções, uma para cada subpercurso. Todos os subpercursos foram chamados em ordem por uma função RobotRoute(), acionada no main. Além disso, foi feita uma interface de comunicação para a HandyBoard e mais 4 subrotinas, sendo essas subrotinas acessíveis através da interface. As subrotinas extras eram responsáveis por retornar o manipulador para a posição inicial do percurso. Elas consistiam então em 2 funções de rotação (para frente e para trás) e 2 funções de translação (para frente e para trás).

Os resultados obtidos foram satisfatórios. O percurso realizado pelo robô foi próximo ao esperado, considerando as dificuldades encontradas e que não era possível fazer uso de sensores para cumprir o trajeto proposto.

Funcionamento

Versão final - 13/04/2016

• Definições da caixa de redução da junta rotacional

A caixa de redução da junta rotacional foi construída antes de obtermos a versão final da estrutura da junta prismática completa (braço e pincel). Esse fato deixou a caixa de redução da junta rotacional com redução abaixo da necessária para que um movimento rotacional continuo pois é necessário superar o atrito.