Disciplina de Projecto 2003/2004

ROBOTABLE

Estudos Funcionais de uma Plataforma para um Sistema

Robótico HumanóideAutores: Luís Rêgo

Renato Barbosa

Orientadores: Prof. Vítor Santos

Prof. Filipe Teixeira Dias

Disciplina de Projecto 2003/2004

INTRODUÇÃO

Porquê um empreendimento desta natureza?

Sonho inato do engenho humano Desafio devido à elevada complexidade Pioneiro em Portugal

Participação futura num evento mundial de robótica, ROBOCUP

O que é um sistema robótico humanóide?

Sistema autónomo antropomórfico

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OBJECTIVOS

Levantamento das soluções existentes

Definição de modelos geométricos e cinemáticos

Concepção e construção da estrutura mecânica da plataforma

Estudo de padrões cinemáticos de movimentação para acções específicas.

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Graus de Liberdade e Arranjos Cinemáticos

Movimento Humano

Soluções Existentes

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Dimensões das Pernas

Regras do ROBOCUP

Dados Antropométricos

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Protótipos Desenvolvidos

Medição dos ângulos de junta

Simulação e observação dos movimentos das juntas

Protótipo 2D

Protótipo 3D

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Selecção dos Materiais

Peso reduzido da plataforma

Garantia de resistência dos componentes

Elo

Casquilhos

Mecanismos de transmissão

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Análise Estrutural de um Elo

Placas de 2mm de espessuraVeios de ligação com 6mm de diâmetro

Nylon (ERTALYTE)

Características do Elo

Esforços

Peso do robot

Momentos exercidos nos elos

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Simulação Estática

Ângulos de juntaq1L = [ -30 ; 30 ] q2L = [ -20 ; 45 ]

q3L = [ 0 ; 90 ]

q4L = [ -20 ; 40 ] q5L = [ -30 ; 30 ]

Limitação das coordenadas centro de massa

Cinemática directa das pernas segundo Denavit-Hatenberg

Binários exercidos nas juntas

Abordagem ao Problema

Disciplina de Projecto 2003/2004

Simulação Estática

t1R t2R t3R t4R t5R

0,05 0,1 0,25 0,4 0,5

t1L t2L t3L t4L t5L

10,5 6,5 8,3 3,6 5,0

Binários Máximos (N.m)

Perna apoiada no chão (Cursos Máximos)

Perna no ar

t1L t2L t3L t4L t5L

1,2 0,85 1,0 0,6 0,9

Perna apoiada no chão (Cursos Pequenos)

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Projecto das Pernas

Junta Rotacional

Junta Universal

Junta Esférica

Dois movimentos rotacionais ortogonais

Movimento relativo dos elos é rotacional

Três movimentos rotacionais ortogonais

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Tarefas FuturasProjecto das pernas

Estudos de movimentação

Construção e montagem

Concluir os dimensionamentos

Desenhos de fabrico

Simulação dinâmica

Integração final das pernas

ID Nome da Tarefa Inicio Final DuraçãoQ4 03 Q1 04

MayNov JanOct MarDec Feb Apr

1 33,6w14-05-200424-09-2003Pesquisa Bibliográfica e Levantamento de Soluções Existentes

3 3,2w24-10-200303-10-2003Cinemática directa de uma Perna

4 6,2w28-11-200317-10-2003Análise Estática em MatLab dos Momentos.

13,2w27-02-200428-11-2003Projecto e Análise Estrutural em CATIA, de um Elo.

5 1,2w28-11-200321-11-2003Desenvolvimento de dois Protótipos.

7 1,8w17-12-200305-12-2003Simulação Estática em MatLab das Duas Pernas.

8 10,8w18-02-200405-12-2003Projecto de Juntas: Universal, Rotacional e Esférica.

10 10,6w27-02-200417-12-2003Estudo e Selecção dos Materiais.

2,2w05-03-200420-02-2004Projecto do Sistema Pernas - Anca.

16 3,2w02-04-200412-03-2004Construção e Montagem dos Componentes Mecânicos do Robot.

17 1,2w09-04-200402-04-2004Afinação dos Componentes Mecânicos do Robot.

19 6,2w21-05-200409-04-2004Desenvolver Padrões de Movimentação de Juntas.

21 4,2w18-06-200421-05-2004Elaborar o Relatório Final, Relatório Síntese e a Apresentação Final.

Q2 04

Jun

6

13 5,2w05-03-200430-01-2004Dimensionamento e Toleranciamento dos Componentes Mecânicos.

12

14 4,2w05-03-200406-02-2004Obtenção de Orçamentos.

11 0w20-02-200420-02-2004Apresentação Intermédia

2 0w27-10-200327-10-2003Definir Graus de Liberdade

9 0w17-12-200317-12-2003Relatório de Progresso

18 0w09-04-200409-04-2004Fim de Montagem e Afinação

15 0w05-03-200405-03-2004Obtenção dos Componentes

0w21-05-200421-05-2004Fim dos Estudos de Movimentação20

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AGRADECIMENTOS Prof. Vítor Santos

Prof. Filipe Teixeira Dias

Prof. Filipe Silva (Dep. Electrónica e Telecomunicações)

Eng. António Festas

Prof. Alfredo Balacó de Morais

Prof. José Simões

Prof. Queiroz de Melo

Prof. Filipe Oliveira (Dep. Cerâmica e Vidro)

A Todos os Nossos Colegas

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FIM