RELATÓRIO DESCRITIVO

“ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS”

Campo da invenção

A invenção em questão refere-se ao campo industrial, com aplicação 5

específica nas etapas finais de linhas de montagem ou da área de expedição,

ou ainda em áreas onde requer a retirada de caixas e produtos de esteiras.

Fundamentos da invenção

Na indústria em geral, está ocorrendo uma frequente automatização

de toda a produção. Desde a transformação de matérias primas até toda a 10

linha de montagem. Entretanto, uma área em que essa automatização não

ocorreu é justamente na saída da linha de produção.

Assim sendo, a retirada de produtos da linha de montagem para

embalamento, ou trocas de esteiras paralelas, ou ainda, retirada das caixas de

produtos das esteiras para serem estocadas ou expedidas é feita, 15

frequentemente, por mão de obra humana ainda. Isso traz problemas como

gastos mensais com salários, baixas eficiências de trabalhadores, perda de

produtos ou atraso da linha de produção por falhas humanas, originadas por

desatenção, problemas de saúde ou simplesmente má fé dos empregados.

Além do fato de ser um trabalho muito repetitivo, o qual costuma ser 20

complicado e problemático inclusive para o trabalhador.

A substituição por robôs já é feita em algumas situações, entretanto

há problemas, principalmente, quanto à eficiência dos mesmos, já que os robôs

existentes não têm sistemas de controle da garra muito precisos e eficientes,

acarretando em quebra e danificação de produtos e caixas e até mesmo 25

limitação de aplicações possíveis devido aos tamanhos padrões das garras e

de robustez do próprio robô.

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Estado da técnica

A área de automatização para a indústria, conforme dito

anteriormente, está bem desenvolvida, assim, há alguns trabalhos com os

mesmo princípios do presente trabalho.

Por exemplo, a patente de DE BIE PETER PAUL (2014) “Load 5

Handling Robot With Three Single Degree Of Freedom Actuators”, é de um

robô para carregamento de cargas em indústria, entretanto não tem a mesma

precisão e aplicação da patente em questão.

A patente “Parallel Robot”, de LEE YOUNG KEUN (2014), apresenta

um robô de mesma forma e aparência, visto que contem uma base fixa, braços 10

articulados de rotação e uma garra, mas tem funções diferentes e também a

performance não se equivale.

Já “Industrial Robot”, de NAGAI TAKASHI; MATSUMOTO

KAZUNORI; TAKAHASHI WATARU (2014), apresenta um robô também a

mesma constituição e movimentos, com exceção da garra e, 15

consequentemente, da sua função.

Entretanto, nenhum dos trabalhos encontrados tem, ao mesmo

tempo, a configuração, aplicação, performance e precisão que o objeto da

presente patente “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS”. 20

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Figuras

Figura 1

Figura 2 – Esquema simplificado da geometria do robô 5

Descrição detalhada da invenção

A invenção trata-se de um “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA

DE CAIXAS ENTRE ESTEIRAS PARALELAS”, composto por três braços 10

articulados (2, 3 e 4) em três articulações, onde cada braço pode rotacionar em

torno de sua respectiva articulação. O movimento de rotação de cada braço é

comandado por um micro controlador localizado em cada articulação, que

controlam a rotação e posição de um motor de passo, localizado na mesma

articulação, a partir dos sinais emitidos por um encoder acoplado ao motor. Os 15

três sistemas são ligados a um micro controlador central, ao qual também são

conectados “display” (6) e portas USB, através dos quais é inserido os códigos

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7

6

4

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de programação e os parâmetros para cada trabalho a ser realizado pelo robô

e é feito o set up do mesmo. A alimentação do sistema de cada articulação e

também do computador central é proveniente de cabos de energia que passam

por dentro dos braços, originários da base (1), a qual é ligada na rede elétrica.

A garra (5) também tem um sistema de controle próprio. O micro 5

controlador presente na garra controla dois servos-motores localizados nas

bases dos dedos, para que estes abram e fechem até aplicarem certa força à

superfície em questão, força esta medida por precisos sensores de força,

localizados na ponta dos dedos da garra. Além dos servos, o micro controlador

também é responsável por controlar dois motores de passo com engrenagens 10

no eixo de saída, um em cada dedo, de forma que a rotação da engrenagem

acoplada ao eixo movimenta transladando o dedo da garra, configurando um

sistema pinhão cremalheira (7), o controle preciso desses motores é feito

também pela presença de encoders. Todos os dados necessários para a

execução de controle desse micro controlador presente na garra vem através 15

de comunicação com o computador central, no qual é realizado o set up. E a

alimentação se dá da mesma forma como descrita anteriormente para os

sistemas de articulação.

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REIVINDICAÇÕES

1°) “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS”, caracterizado por conter três articulações de rotação

que, combinadas, alcançam uma área compreendida entre dois semicírculos

de circunferências de raios diferentes, sendo o maior raio igual aos 3 braços, 5

mais a garra, esticados e o raio menor, com a menor configuração entre os

mesmos, dobrados.

2°) “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS”, caracterizado por conter um sensor de força de

grande precisão na garra, proporcionando maior controle da força aplicada pela 10

garra nos objetos, podendo ser feito o controle de acordo com configuração

para tipos de objeto, mais frágeis ou resistentes.

3°) “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS”, caracterizado por conter uma garra com dedos de

tamanho regulável de acordo com os produtos e objetos a serem 15

transportados.

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RESUMO

Este “ROBÔ MANIPULADOR PARA TROCA DE CAIXAS ENTRE

ESTEIRAS PARALELAS” contém uma base (1), três articulações de rotação e

três braços (2, 3 e 4). Cada articulação tem um motor de acionamento, um 5

fornecedor de energia elétrica, um sensor de posição e um controlador. Há

também uma garra (5) na extremidade do ultimo braço, com os mesmos

dispositivos, entretanto, com um sensor de força na ponta da garra e motores,

acoplados a um sistema pinhão cremalheira (7), para fazer o controle do

tamanho dos dedos da mesma. Esse robô desenvolve um plano de alcance 10

que é praticamente uma região entre duas semicircunferências de tamanhos

diferentes, uma de raio menor (alcance mínimo dos braços dobrados) e uma de

raio maior (alcance máximo dos braços esticados) e todos os parâmetros de

entrada podem ser configurados ou inseridos pelo display (6).

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