Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-06T17:05:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Mylena Pinto Nascimento - Mestrado em Física - 2010.pdf: 26227873 bytes, checksum: 74d40caac3d585dfb4d76146eb00d921 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T17:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Mylena Pinto Nascimento - Mestrado em Física - 2010.pdf: 26227873 bytes, checksum: 74d40caac3d585dfb4d76146eb00d921 (MD5) Previous issue date: 2010-11-23 / CAPES / CNPq / Esse trabalho apresenta a produção e caracterização estrutural e morfológica das perovskitas simples TRFeO3 (TR = Sm, Eu, Gd), e o estudo da possibilidade de utilização desses sistemas como sensores de gás. Todas as amostras de TRFeO3 foram produzidas pela síntese de reação no estado sólido, que é uma síntese ainda pouco explorada na literatura para a obtenção desse sistema. O estudo das propriedades estruturais foram realizados por difração de raios X e adsorção e dessorção de N2, e a análise morfológica foi realizada através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todas essas análises foram estudadas em função da temperatura e tempo de sinterização, bem como do cátion da terra rara utilizada. Através das análises por difratometria, foi possível a identificação da fase formada e a estimativa do tamanho médio do cristalito. Tais análises revelaram coexistência de fase com o composto TR3Fe5O12 para amostras sinterizadas a 1200°C, independente do tempo de sinterização utilizado, onde houve uma tendência a um equilíbrio na formação das fases. Já as amostras sinterizadas a 1100°C apresentaram-se monofásicas com o composto TRFeO3, com tamanho de cristalito variando conforme o tempo de sinterização. As imagens de MEV mostraram uma morfologia porosa, adequada para sensores de gás, apresentando grãos com formatos arredondados e formação de pescoço, conforme o tempo de sinterização utilizado. Independente da temperatura e tempo de sinterização, o tamanho dos grãos variaram em torno de 1 mm. Para avaliar a sensibilidade aos vapores de gasolina, foi desenvolvido um sistema baseado em medidas de resistividade elétrica, usando o método de 4-fios de Kelvin. Os resultados revelaram que um mecanismo diferente da literatura, onde a resistividade do material diminuiu quando exposto à atmosfera da mistura ar sintético/gasolina, a partir da temperatura ambiente, com boa reprodutibilidade. Através da dinâmica de tempo de resposta, em alta concentração de vapor do combustível utilizado, foi verificado que a capacidade sensorial dos compostos estudados, possivelmente, possui uma limitação com relação aos parâmetros estruturais, já que ambas propriedades estão relacionadas. Essa observação foi comprovada através do estudo realizado pelas medidas de adsorção e dessorção de N2, onde a área superficial das amostras foi em torno de 1,8 m2/g, o que diminui, significantemente, a sensibilidade. / This paper presents the production and structural and morphological characterization of simple perovskites REFeO3 (RE = Sm, Eu, Gd), and the possibility of using such systems as gas sensors. All REFeO3 samples were produced by the synthesis of solid state reaction, which is still little explored in the literature to obtain this system. The study of structural properties were carried out by X-ray diffraction and N2 adsorption and desorption, and the morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM). All these tests were studied as a function of temperature and sintering time, and the rare earth cation used. Through this analysis by diffraction was possible to identify the phase formed and the estimated average size of crystallite. Such analysis revealed the coexistence of phase with the compound RE3Fe5O12 for samples sintered at 1200°C, regardless of time of sintering, where there was a tendency to an equilibrium in the formation stage. The samples sintered at 1100°C were presented with the monophasic compound REFeO3, with crystallite size varying according to the sintering time. The SEM images showed a porous morphology, suitable for gas sensors, showing grains with rounded shapes and neck formation, in accordance with the sintering time used. The grain size varied around 1 mm independent of temperature and sintering time. A system based on measurements of electrical resistivity, using the method of 4-wire Kelvin, was developed to detect the sensitivity to the vapors of gasoline. The results revealed that a different mechanism from literature, where the resistivity of the material decreased when exposed to atmospheric mixing synthetic air/gasoline from the ambient temperature, with good reproducibility. Through the dynamic response time, at high concentration of gasoline vapor, it was found that the sensory ability of the compounds studied, possibly, has a limitation with respect to structural parameters, since both properties are related. This observation was confirmed by the study performed by the measures of the adsorption and desorption of N2, where the surface area of the samples was about 1.8 m2/g, which decreases significantly the sensitivity.

Orientador: Prof. Dr. Magno Enrique Mendoza Meza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2017. / Este trabalho apresenta (i) a implementação de uma mão robótica humana produzida por impressora 3D com a caracterização de sensores flexíveis e de força e os respectivos algoritmos de operação; (ii) a modelagem cinemática e desenvolvimento de seu simulador; (iii) a modelagem dinâmica e seu respectivo simulador e (iv) simulações numéricas da dinâmica de contato entre a ponta do dedo da mão e um objeto. A aplicação da tecnologia de impressão 3D é crescente na medicina. Para criar proteses mais naturais adiciona-se o conhecimento de outras areas como robotica e sistemas de controle. Os sensores flexíveis sao necessarios para adquirir o sinal de referência para o posicionamento dos dedos por meio de uma luva na qual estes sensores encontram-se fixados. Os de forca sao usados para controlar a m~o com base na forca que se deseja aplicar ao segurar um objeto, seu comportamento foi estudado e a curva de cada sensor obtido experimentalmente. O microcontrolador Arduino® é responsavel pela aquisição de dados dos sensores e pelo acionamento dos servomotores que movimentam os dedos. A modelagem cinematica da mao robotica foi realizada com base na convenção de Denavit-Hartenberg e a modelagem dinamica com uso das equações de Euler-Lagrange a partir das funções de energia. Os simuladores foram criados com uso de Matlab/Simulink®, os quais permitem verificar os modelos cinematico e dinamico obtidos, todavia, dada a complexidade matematica envolvida na modelagem foi criado um programa para realizar os passos matematicos; fornecer o codigo para os simuladores criados; e um breve relatorio com as equações resultantes para rápida verficação, ou com os resultados das simulções numericas. O modelo com restriçãoo ao movimento é obtido adicionando multiplicadores de Lagrange à função Lagrangiana de energia de acordo com as equações de restrição ao movimento, esses multiplicadores fornecem a força de contato. O instante da colisão é modelado para a correta execução da dinâmica dos corpos acoplados. Dois modelos foram obtidos (i) um modelo simplificado que conserva o momento linear entre a a ultima articulaçõa e a barreira e que atualiza as velocidades das outras articulações como uma fração das velocidades que antecedem o impacto; (ii) um modelo completo, o qual considera-se todos os torques e distancias envolvidas para a atualização das velocidades. Os resultados mostraram que o modelo simplificado é capaz de obter resultados proximos do modelo completo dependendo do ajuste do parametro que define a fração de velocidades. Testes utilizando uma simplificação das não linearidades para angulos e velocidades pequenos se mostraram satisfatorios somente quando o sistema nao entrar em contato com a barreira. / This works presents (i) the implementation of a robotic hand made by a 3D-Printer with the characterization of flexible and force sensors and the respective algorithms of operation, (ii) the kinematic modeling and its simulator development, (iii) the dynamic modeling and its respective simulator and (iv) numerical simulations of contacts dynamics between the fingertip of the hand with an object. Applications of this technology are increasing worldwide in medicine. To create more natural prostheses it is added knowledge from other areas such as robotics and control systems. Flexible sensors are needed to acquire the reference signal to move each finger from a glove in which these sensors are assembled. Force sensors are used to control the hand reading the applied force when it is desired to hold an object. The microcontroller Arduino® is responsible for acquiring data from the sensors and actuation of servomotors that move the fingers. Kinematic modeling of the prosthesis was based on Denavit-Hartenberg convention and dynamic modeling with use of the Euler-Lagrange from energy functions. The simulators were created with use of Matlab/Simulink®, they allow to verify the kinematic and dynamic models obtained, however, given the mathematical complexity involved in modeling, it was created a program to perform mathematical steps; to provide the code to simulator's blocks; and a short report with the resulting equations for simple checking, or with simulations results. The move constrained model is obtained adding Lagrange multipliers to the Lagrangian energy function accordingly to the restriction equations, these multipliers provide the contact force. The collision instant is modeled to the correct execution of the coupled bodies dynamics. Two models was made (i) one simplifoed model holding only the linear momentum conservation between the last articulation and the barrier,which updates other velocities as a fraction of the velocity before impact; (ii) one complete model, that evaluates every torque and distance of the bodies to update each velocities. The results show the simplified model is able to achieve similar results of the complete model depending of the adjustment of the parameter that denes the fraction of velocities. Some tests with a simplification of nonlinearities for small angles and velocities was made, although results were only satisfactory when no contact happens.