Este trabalho descreve o projeto, a modelagem dinâmica, a simulação computacional em malha aberta e fechada e a identificação experimental dos modos de vibração de um manipulador robótico híbrido com três juntas revolutas, dois elos rígidos e um flexível. O modelo dinâmico do sistema foi obtido via aplicativo MATHEMATICA, utilizando as equações de Lagrange e método dos modos assumidos. O algoritmo para obtenção do modelo foi validado através do estudo de caso de um pêndulo móvel flexível. As simulações computacionais foram feitas no ambiente MatLab / Simulink. A estratégia Torque Computado Generalizado foi utilizada em simulação para o controle de posição da manípula. Finalmente, foram realizados experimentos de identificação dos modos de vibração da planta física e os resultados obtidos comparados com aqueles previstos teoricamente.

[pt] O controle de empuxo vetorial (TVC) é usado para o controle de atitude de foguetes aeroespaciais. No caso de propulsão usando combustível líquido, tradicionalmente o bocal é conectado ao corpo do foguete através de uma junta cardânica. Dois atuadores hidráulicos são colocados ao redor do bocal para controlar sua orientação. Nesta tese, o TVC é tratado como uma plataforma robótica de base fixa. Ao invés de usar servo-válvulas comerciais para controlar os atuadores, uma nova válvula de controle é proposta. Primeiro uma plataforma cardânica é considerada com transdutores de posição angular medindo o deslocamento da cruzeta da junta. Em seguida, uma nova configuração da plataforma é proposta substituindo o cardan por uma junta homocinética. Neste caso, a realimentação da posição da plataforma é feito usando um estimador de atitude em tempo real. Este estimador é um filtro complementar baseado em matrizes de orientação que coleta dados de uma central inercial (IMU). A modelagem do sistema começa com a cinemática. Na sequência, a modelagem dinâmica utiliza a formulação de Newton-Euler para obter a equação de movimento. A modelagem do sistema hidráulico é apresentada com o modelo da nova válvula de controle e do atuador. Inicialmente, um controlador puramente proporcional é proposto. Durante a validação experimental é mostrado que devido as características do sistema de atuação, mesmo este simples controlador é preciso e confiável. Em seguida é demonstrado um método para avaliar outras estratégias de controle. A comparação entre a plataforma cardânica e homocinética mostra que, nas condições analisadas, ambas têm um comportamento dinâmico similar. Nas duas configurações da plataforma o sistema se mostrou preciso e confiável. / [en] Thrust Vector Control (TVC) is used for the attitude control of spacecrafts. In the case of liquid-propellant fuel, the nozzle is traditionally connected to the rocket frame through a gimbal. Two hydraulic actuators are placed around the nozzle to control its orientation. In this Thesis, TVC is treated as a fixed base robotic platform. Instead of using commercial servo-valves to control the actuators, a novel control valve is proposed. First a gimbaled platform is considered with two angular position transducers to measure the angular displacement of the joint crosshead. Then, a homokinetic platform configuration is proposed replacing the gimbal by a constant velocity joint. In this case, the platform position feedback is done using a real-time attitude estimator. The estimator is a complementary filter based on orientation matrices that collects data from an inertial measurement unit (IMU). The modeling of the system begins with kinematics. Then, the dynamic modeling uses the Newton-Euler formulation to obtain the equation of motion. The modeling of the electro-hydraulic system is presented with the model of the novel control valve and the linear actuator. Initially, a full proportional controller is proposed. During the experimental validation it is shown that due to the characteristics of the actuation system, even this simple controller is accurate and reliable. Thereafter, method is demonstrated to evaluate novel control strategies. The comparison between the gimbaled and homokinetic platform shows that, under the analyzed conditions, they have a similar dynamic behavior. In both platform configurations the system is accurate and reliable.

presente trabalho consolida um estudo para o planejamento de trajetória livre de colisão para um robô pneumático com 5 graus de liberdade aplicando três algoritmos metaheurísticos: algoritmos metaheurísticos por vagalumes, algoritmos metaheurísticos por enxames de partículas e algoritmos genéticos. No que se refere à aplicação de algoritmos metaheurísticos ao estudo de planejamento de trajetória de robôs manipuladores na presença de obstáculos, existem diferentes tipos de técnicas para evitar colisões que consideram os efeitos cinemáticos e dinâmicos na obtenção de trajetórias com o menor tempo, torque, etc. Neste estudo, são propostas contribuições à aplicação dessas técnicas especificamente a robôs manipuladores pneumáticos, sobretudo, no que diz respeito às características específicas dos servoposicionadores pneumáticos, como, por exemplo, a modelagem do atrito desses sistemas, o cálculo da massa equivalente, etc. A metodologia utilizada é definida em duas etapas. A primeira delas consiste na obtenção de pontos intermediários, adquiridos considerando a menor distância entre os mesmos e o ponto final, gerados considerando a presença de obstáculos (cilindros, cubos e esferas) Esses obstáculos são mapeados em regiões de colisão, que constituem restrições para o problema de otimização. A segunda etapa baseia-se no estudo do planejamento de trajetórias: aplicam-se b-splines de 5º e 7º grau na interpolação dos pontos intermediários, com vistas à obtenção de trajetórias que considerem, de um lado, a menor força dos atuadores associada à dinâmica do manipulador em estudo e, de outro, restrições cinemáticas e dinâmicas, determinadas por meio das características operacionais dos servoposicionadores pneumáticos. Os resultados mostram que a metodologia proposta é adequada para tarefas de manipulação de peças na presença de obstáculos, uma vez que os pontos intermediários situam-se fora da região de colisão nos três casos aqui apresentados. Além disso, quanto à segunda etapa, observou-se que as trajetórias de 5º e 7º grau apresentaram resultados similares, de maneira que os erros obtidos poderiam ser melhorados analisando aspectos associados ao controlador do robô em estudo. / The thesis presents a study for collision-free trajectory planning for a pneumatic robot with 5 degrees of freedom applying three metaheuristic algorithms: firefly metaheuristic algorithm, particle swarm optimization and genetic algorithms. As regards the application of metaheuristic algorithms to the study of the trajectory planning of manipulating robots in the presence of obstacles, there are different types of techniques to avoid collisions that consider the kinematic and dynamic effects, obtaining trajectories with the optimal time, torque, etc. In this study, contributions are made to the application of these techniques specifically to pneumatic manipulator robots, particularly with regard to the specific characteristics of pneumatic servo-actuators, such as friction modeling of these systems, calculation of equivalent mass, etc. The methodology used is defined in two steps. The first one consists of obtaining intermediate points, acquired considering the smallest distance between the intermediate points and the final point, generated considering the presence of obstacles (cylinders, cubes and spheres) These obstacles are mapped in collision regions, which are constraints to the optimization problem. The second step is based on the study of the trajectory planning: 5th and 7th degree b-splines are applied in the interpolation of the intermediate points, in order to obtain trajectories that consider the smallest actuator force associated to the dynamics of the manipulator and the kinematic and dynamic constraints, determined by the operational characteristics of pneumatic servo-positioners. The results show that the proposed methodology is suitable for tasks of manipulating parts in the presence of obstacles because the intermediate points are outside the collision region in the three cases presented here. In addition, it was observed that the trajectories of 5th and 7th degree presented similar results, so that the errors obtained could be improved by analyzing aspects associated to the controller of the robot.

CAPES / The increase in the number of commensals in the Federal Educational Institutes has created a demand for specialized food services to offer safe food. O Campus Monte Castelo of the Federal Institute of Maranh?o (IFMA) opted for an outsourced meal service on trays, self-service and fast food. This study aimed to diagnose the conditions of hygiene and management at the Food and Nutrition Unit (FNU) and develop educational and sanitary hygienic procedures essential to food safety. To do this, two check lists were developed, one to check the management and another to evaluate cleaning procedures and get a diagnostic of the situation. At the same time, microbiological analyzes were performed to verify the quality of air, water, hygiene of utensils and hands of food handlers. Four out of nine sampled environmental sites showed fungal contamination in the air higher than 100 CFU/cm ? / week especially the food preparation environment as a result of the higher temperature and humidity, and an inadequate or broken exhaust/ ventilation. One of the lounge areas of self service meal, next to the bathroom was also classified as nonconforming. With respect to the FNU water potability, it was detected the presence of total coliforms in only one of the drinking troughs, denoting that the procedure for maintenance and cleaning is inappropriate, since the water from the reservatory was potable. The evaluation of the microbial load of the surface of utensils and hands of food handlers was performed before and after implementation of Good Practices, and adoption of Standard Safety Operating Procedures (SOP). At the first evaluation, all surfaces were considered inadequate, with mesophilic counts up 150 CFU per cm2. After the procedures of hygiene adoption, mesophilic counts were reduced by more than one log cycle and only the vegetable cutting plate kept contaminated with more than 5cfu/cm2. The adopted hygiene procedures were not sufficient to completely eliminate total coliform that were detected in two of the utensils, which was related to the fact that they were over-worn and due to biofilm buildup. The contamination of the hands of food handlers with mesophilic microorganisms has been reduced by up to 3,6 log cycles after adoption of hygiene procedures. The total coliform contamination, even though reduced, persisted, which means that these procedures should be improved. However, they are considered satisfactory from the safety point of view, since fecal coliforms and coagulase positive staphylococci were not detected. The procedures established at the FNU, especially the GMPs manual and SOPs procedures resulted in adequacy of most hygiene procedures. For full compliance to the requirements of hygiene a continuous training of handlers is needed. Also inadequacies remain on the infrastructure and management. / O aumento do n?mero de comensais nos Institutos Federais de Educa??o criou uma demanda por servi?o especializado de alimenta??o, visando oferecer alimento seguro. O Campus Monte Castelo do Instituto Federal do Maranh?o (IFMA) optou, por contratar um restaurante terceirizado que oferece servi?o de refei??es em bandejas, self-service e lanchonete. Esse trabalho buscou diagnosticar as condi??es de higiene e gest?o da unidade de alimenta??o e nutri??o (UAN) e desenvolveu praticas educativas de procedimentos higi?nico-sanit?rios essenciais ? inocuidade dos alimentos. Para isso foram desenvolvidos dois check lists sendo um, para caracteriza??o do estabelecimento e dos procedimentos de higieniza??o existentes, e um outro check-list, exclusivo para avalia??o de Boas Praticas de Higiene, foi utilizado para diagnosticar e posteriormente verificar a adequa??o dos procedimentos de higieniza??o. Ao mesmo tempo, foram realizadas analises microbiol?gicas para verificar a qualidade do ar, da ?gua, a higiene dos utens?lios e m?os de manipuladores. Quatro de nove ambientes amostrados apresentaram contamina??o f?ngica no ar maior que 100UFC/cm?/semana especialmente o ambiente de preparo de alimentos por ser local onde a temperatura e umidade s?o elevadas, e ventila??o e exaust?o inadequadas e/ou inoperantes. Uma das ?reas do sal?o de refei??o do self service, pr?xima ao banheiro, tamb?m foi classificada como n?o conforme. Com rela??o ? potabilidade da ?gua da UAN, foi constatada a presen?a de coliformes totais somente em um dos bebedouros, denotando que o procedimento de manuten??o e higieniza??o do bebedouro ? inadequado, j? que a ?gua da caixa mostrou-se pot?vel. A avalia??o da carga microbiana da superf?cie de utens?lios e m?os de manipuladores foi realizada antes e ap?s implanta??o das Boas Pr?ticas, e ado??o de Procedimentos Operacionais Padr?o (POP) de higiene. No primeiro momento todas as superf?cies foram consideradas inadequadas com contagem de mes?filos de at? 150 UFC por cm2. Ap?s ado??o dos procedimentos de higiene houve redu??o de mais de um ciclo logar?tmico na contagem de mes?filos e apenas a placa de corte de folhosas apresentou contamina??o maior que 5 UFC/cm2, valor considerado adequado. Entretanto, os procedimentos de higieniza??o adotados n?o foram suficientes para eliminar totalmente a contamina??o com coliformes totais em dois dos utens?lios, o que foi relacionado ao fato de apresentarem-se desgastados pelo uso intensivo e forma??o de biofilmes A contamina??o com microrganismos mes?filos nas m?os dos manipuladores foi reduzida em at? 3,6 ciclos logar?tmicos ap?s ado??o dos procedimentos de higiene. A contamina??o com coliformes totais, mesmo que reduzida, persistiu, o que significa que estes procedimentos dever?o ser melhorados. Por?m s?o considerados satisfat?rios do ponto de vista sanit?rio, j? que n?o foram encontrados coliformes termotolerantes e estafilococos coagulase positiva. A interven??o feita na UAN, especialmente com a elabora??o do manual das BPFs e de POPs da higieniza??o resultou em adequa??o da maioria dos procedimentos de higiene adotados. Para a total adequa??o aos requisitos de higiene faz-se necess?ria a capacita??o continuada dos manipuladores. Tamb?m persistem inadequa??es relativas ? infra estrutura e gest?o

Submitted by RICARDO FERNANDO NUNES null (ricardofnes@gmail.com) on 2016-05-09T19:20:22Z No. of bitstreams: 1 Ricardo_Nunes_Pos_Defesa_FINAL.pdf: 4578185 bytes, checksum: 7d5f2601e5d33327aef16ab69587d77f (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-12T19:25:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nunes_rf_me_ilha.pdf: 4578185 bytes, checksum: 7d5f2601e5d33327aef16ab69587d77f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T19:25:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nunes_rf_me_ilha.pdf: 4578185 bytes, checksum: 7d5f2601e5d33327aef16ab69587d77f (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Neste trabalho apresenta-se uma abordagem para o mapeamento da cinemática inversa utilizando Redes Neurais Artificiais do tipo Perceptron Multicamadas na configuração em paralelo, tendo como referência o protótipo de um manipulador robótico de 5 graus de liberdade, composto por sete servomotores controlado pela plataforma de desenvolvimento Intel® Galileo Gen 2. As equações da cinemática inversa, normalmente apresentam múltiplas soluções, desta forma, uma solução interessante e frequentemente encontrada na literatura são as Redes Neurais Artificiais (RNA) em razão da sua flexibilidade e capacidade de aprendizado por meio do treinamento. As Redes Neurais são capazes de entender a relação cinemática entre o sistema de coordenadas das juntas e a posição final da ferramenta do manipulador. Para avaliar a eficiência do método proposto foram realizadas simulações no software MATLAB, as quais demostram pelos resultados obtidos e comparações a uma RNA do tipo MLP simples, aproximadamente redução das médias dos erros das juntas em até 87,8% quando aplicado à trajetória e 80% quando aplicado a pontos distribuídos no volume de trabalho. / This paper presents an approach to the mapping of inverse kinematics using Artificial Neural Networks Multilayer Perceptron in parallel configuration, in the prototype of a robotic manipulator 5 degrees of freedom, as reference, composed of seven servomotors controlled by development board Intel® Galileo Gen 2. The equations of inverse kinematics, usually have multiple solutions, therefore, an interesting solution and often found in the literature are the Artificial Neural Networks (ANN) because of their flexibility and learning capacity through training. Neural Networks are able to understand the kinematic relationship between the coordinate system of the joints and the final position of the manipulator tool. To evaluate the efficiency of the proposed, simulations in MATLAB software are performaded, that demonstrate by the results obtained and compared to a simple MLP type RNA, one reduction in mean errors of the joints by up to 87.8% when applied to the path and 80% when applied to points distributed in the work space.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-09-06T20:18:32Z No. of bitstreams: 1 SabinaDosSantosPaulinoDaSilva_DISSERT.pdf: 971170 bytes, checksum: de3fd16a5be3f838661b201aef9e1cbc (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-09-06T23:23:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SabinaDosSantosPaulinoDaSilva_DISSERT.pdf: 971170 bytes, checksum: de3fd16a5be3f838661b201aef9e1cbc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T23:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SabinaDosSantosPaulinoDaSilva_DISSERT.pdf: 971170 bytes, checksum: de3fd16a5be3f838661b201aef9e1cbc (MD5) Previous issue date: 2015-09-24 / Os manipuladores de alimentos colonizados por Staphylococcus produtores de enterotoxinas s?o uma fonte potencial de intoxica??o alimentar. O objetivo deste estudo foi pesquisar a presen?a de genes que codificam enterotoxinas em Estafilococos Coagulase Positivos (ECP) e Estafilococos Coagulase Negativos (ECN) isolados das narinas e das m?os dos manipuladores de alimentos de um restaurante universit?rio na cidade de Natal-RN. Trinta manipuladores de alimentos foram inclu?dos no estudo. O material das m?os e das narinas foi coletado utilizando um swab est?ril. Os isolados foram submetidos ? colora??o de Gram, teste de sensibilidade a bacitracina, fermenta??o de manitol e provas para a catalase e coagulase livre. Os ECNs e ECPs foram posteriormente identificados atrav?s de testes bioqu?micos e pelo sistema Vitek 2 (BioMerieux, Fran?a). A t?cnica da rea??o em cadeia da polimerase (PCR) foi utilizada para a detec??o dos genes para as enterotoxinas A, B, C, D, E, G, H, e I (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, e sei) e o m?todo de disco-difus?o foi utilizado para a determina??o da susceptibilidade aos antimicrobianos. Todos os manipuladores de alimentos apresentaram Estafilococos em suas m?os e/ou narinas. Foram isolados 58 Staphylococcus sp., dos quais 20,7% eram ECP e 79,3% eram ECN. Staphylococcus epidermidis foi a esp?cie mais prevalente. Vinte e nove Estafilococos (50%) apresentaram um ou mais genes para enterotoxinas e os genes mais prevalentes foram seg e sei, com uma frequ?ncia de 29,3% para ambos. Dentre as cepas de Staphylococcus aureus, 75% possu?am genes para enterotoxinas. Entretanto, os ECNs apresentaram uma frequ?ncia elevada de genes (43,5%). A maioria dos isolados mostrou sensibilidade aos antibi?ticos testados, com exce??o da penicilina para a qual apenas 35% das cepas foram sens?veis. Os resultados deste estudo mostram que n?o somente os Estafilococos coagulase positivos, mas tamb?m os coagulase negativos s?o portadores de genes para enterotoxinas. / Food handlers carrying enterotoxin-producing Staphylococcus are a potential source of food contamination. The aim of this study was to analyze genes enconding enterotoxins in coagulase-positive Staphylococcus (CoPS) and coagulase-negative Staphylococcus (CoNS) isolated from the anterior nostrils and hands of food handlers at a university restaurant in the city of Natal, Northeast Brazil. Thirty food handlers were screened for the study and the collected Staphylococcus sp. Most isolates were subjected to Gram staining, a bacitracin sensitivity test, mannitol fermentation, and catalase and coagulase tests. CoNS and CoPS strains were subsequently identified by biochemical tests and a Vitek 2 System (BioMerieux, France). PCR was used to detect genes for enterotoxins A, B, C, D, E, G, H, and I (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, and sei) and a disc-diffusion method was used to determine susceptibility to several classes of antimicrobials. All food handlers presented staphylococci on their hands and/or noses. The study found 58 Staphylococcus sp., of which 20.7% were CoPS and 79.3% were CoNS. Staphylococcus epidermidis was the most prevalent species. Fifty percent of Staphylococcus spp. isolated was positive for one or more enterotoxin genes, and the most prevalent genes were seg and sei, each with a frequency of 29.3%. Indeed, CoNS encoded high percentage of enterotoxin genes (43.5%). However, Staphylococcus aureus encoded even more enterotoxin genes (75%). Most isolates showed sensitivity to the antibiotics used for testing, except for penicillin (only 35% sensitive). The results from this study reinforce that coagulase-negative as well as coagulase-positive staphylococci isolated from food handler are capable of genotypic enterotoxigenicity.

Este trabalho contempla o projeto de um manipulador robótico cilindro atuado por motores de passo com cinco juntas de atuação. As etapas do projeto do robô, que tratam este estudo, foram divididas em: projeto mecânico; modelagem matemática; projeto do controlador; e simulações. O projeto mecânico apresenta uma proposta de configuração e dimensionamento mecânicos que supre a demanda exigida para a operação analisada. O modelo matemático apresenta as características elétricas e mecânicas do atuador e as características mecânicas do robô. O projeto de um controlador linear é realizado por meio da alocação dos polos do sistema em malha fechada através da realimentação dos estados de posição e de velocidade angulares do rotor unidos a um integrador do erro de posição angular. Para o primeiro grau de liberdade, por conta da variação do momento de inércia de massa associado a essa junta, um controlador com ganhos parametrizados foi projetado, no qual os ganhos são calculados baseado no modelo matemático relativo ao momento de inércia de massa associado a essa junta. Por meio de simulações computacionais, avaliou-se o projeto dos controladores no movimento ponto a ponto dos cinco eixos de atuação e a variação do momento de inércia de massa sobre a primeira junta. Os resultados dessas simulações mostraram que os controladores propostos cumprem com a dinâmica desejada nos cinco graus de liberdade do robô. / This work contemplates the design of a robotic manipulator, which is operated by a stepper motor with five actuation joints. The robot design steps were divided into: mechanical design; mathematical modeling; controller design; and simulations. The mechanical design presents a proposal of mechanical configuration and sizing that supplies the required demand for the analyzed operation. The mathematical model presents the electrical and mechanical characteristics of the actuator and the mechanical characteristics of the robot. The design of a linear controller is accomplished by allocating the poles of the closed loop system by states feedback of the position and angular speed of the rotor attached to an angular position error integrator. For the first degree of freedom, due to the variation of mass moment of inertia associated with this joint, a controller with parameterized gains was projected, in which the gains are calculated based on the mathematical model related to the mass moment of inertia associated to this joint. By means of computational simulations, we evaluated the design of the controllers in the point-to-point movement of the five actuation joints and the variation of the mass moment of inertia on the first joint. The results of these simulations showed that the proposed controllers comply with the desired dynamics in the robot’s five degrees of freedom.

Este trabalho aborda o projeto de um manipulador robótico cilíndrico acionado pneumaticamente de baixo custo e com 5 graus de liberdade. Este robô está sendo desenvolvido para realizar operações de movimentação de peças que venham a substituir postos de trabalho com ambiente insalubre e/ou de ações repetitivas nas quais as exigências de precisão, velocidade e capacidade de carga sejam limitadas. Os requisitos de projeto foram obtidos por meio de uma pesquisa em uma fábrica de ferramentas manuais. É apresentada a proposta de uma estrutura mecânica para suprir parte significativa das necessidades usuais de movimentação de peças em indústrias manufatureiras e o seu correspondente modelo teórico dinâmico não-linear, considerando o equacionamento dos atuadores pneumáticos acoplados ao sistema mecânico. Finalmente, é apresentado o projeto de um controlador linear por meio da técnica de realimentação de estados, com os ganhos definidos pela alocação de pólos a partir de um modelo linearizado de 3ª ordem. Para validação do modelo teórico e do algorítmo de controle propostos são apresentadas simulações de movimentação ponto a ponto e seguimento de trajetória. Os resultados mostram que a precisão de posicionamento do efetuador final é adequada para as tarefas de manipulação. / This work proposes the design of a low cost cylindrical robotic manipulator actuated pneumatically with 5 degrees of freedom. This robot is being developed to perform manipulation of parts, aiming to replace tasks usually performed in unhealthy environment and/or repetitive actions in which the requirements of accuracy, speed and load capacity are limited. The project requirements were obtained through a research in a manual tools factory. It is proposed a geometry that is intended to meet a significant amount of the usual moving parts demands in manufacturing industries and its corresponding nonlinear dynamic theoretic model, considering the pneumatic actuators model coupled to the mechanical system. Finally, the application of a linear control-law based on the technique of state feedback with design made by pole assignment using a linearized model of 3rd order is described. For validation of the theoretic model and proposed control algorithm are presented simulations of point to point regulation problem and trajectory tracking. The results show that the positioning accuracy of the end effector is suitable for achieving the planned tasks.

BATISTA, J.G. Um Estudo de caso sobre a interação máquina-máquina na perspectiva dos algoritmos clássicos de geração de caminhos livres de colisão. 2017. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-08-31T20:36:12Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_jgbatista.pdf: 15432227 bytes, checksum: b06fed965f5d675c020d89cc0d2fb2c4 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Prezado Josias: Existe uma orientação para que normalizemos as dissertações e teses da UFC, em suas paginas pré-textuais e lista de referencias, pelas regras da ABNT. Por esse motivo, sugerimos consultar o modelo de template, para ajudá-lo nesta tarefa, disponível em: http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/templates/ Vamos agora as correções sempre de acordo com o template: 1. Na Ficha catalográfica; retirar caixa alta do titulo (somente a primeira letra do título deve ser maiúscula ou siglas (se houver), conforme está na aba: instruções de preenchimento. O nome do autor está em caixa alta e o correto é apenas as letras iniciais do nome (conforme está na aba: instruções de preenchimento). 2. Retire o negrito de informações que constam na folha de rosto e folha de aprovação. 3. Na folha de aprovação coloque apenas a data da defesa sem precisar mencionar a cidade. 4. Na folha de AGRADECIMENTOS a palavra é em caixa alta e não deve ter barras na borda superior. Veja no template. 5. As palavras RESUMO e ABSTRACT são em caixa alta. 6. Nas LISTAS DE ILUSTRAÇÕES , TABELAS, ABREVIATURAS E SIGLAS, SÍMBOLOS a palavra é em caixa alta e não deve ter barras na borda superior. Veja no template. Nessas listas não podem ter nenhuma informação que não seja na cor preta. 7. No SUMÁRIO a palavra é em caixa alta e não deve ter barras na borda superior. Veja no template. Deve ter suas informações nas seções na cor preta e em negrito (Com exceção da seção que apresente quatro e cinco dígitos). Nas seções de tres dígitos além do negrito deve ficar também em itálico. Nas Seções de quatro dígitos ficam em itálico sem negrito. No sumário não der espaço diferente entre as linhas para não haver destaque entre as seções. Após a CONCLUSÃO, coloque as REFERÊNCIAS e em seguida os APÊNDICES que devem conter apenas o título do apêndice. Ex. APÊNDICE A - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA DE PDI APÊNDICE B - SISTEMA E EQUIPAMENTOS. Corrigir no texto a sequencia pois as referencias vem antes dos apêndices. Vai alterar a numeração das folhas e o sumário também. Na lista de REFERÊNCIAS a palavra é em caixa alta e não deve ter barras na borda superior. Veja no template. Atenciosamente, Marlene Rocha on 2017-09-01T12:45:23Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-09-01T21:29:31Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_jgbatista.pdf: 15165072 bytes, checksum: 0733a075606e3a6b764c55d35cac163d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-09-05T16:44:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_jgbatista.pdf: 15165072 bytes, checksum: 0733a075606e3a6b764c55d35cac163d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T16:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_jgbatista.pdf: 15165072 bytes, checksum: 0733a075606e3a6b764c55d35cac163d (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / This paper presents a proposal for the implementation of the Articial Potential Fields algorithm (APF) in a SCARA manipulator (Selective Compliant Assembly Robot Arm).We explore a case study on the machine-machine interaction, represented by the manipulator and a mobile robot. This study was carried out through the implementation of the APF algorithm, which is a classic algorithm, the same is used in the generation of collision free paths in a dynamic environment, monitored by an image sensor, in real time.. Several approaches are explored between the manipulator and the mobile robot. These approaches, which take into account the combinations between the mobile robot and the manipulator as the extended body and point. The algorithm was implemented in the manipulator to generate the collision-free, dynamic obstacle paths with random positions, in real time. The results show the eciency of the algorithm with respect to productivity and were satisfactory in this case study. We also present the results of the eciency of the algorithm through OEE (Overall Equipment Eectiveness), the energy consumption and the results of the error analysis between the positions generated by the power eld algorithm and the actual positions of the manipulator. / Neste trabalho é apresentada uma proposta de implementação do algoritmo de Campos Potenciais Artificiais (CPA) em um manipulador SCARA (Selective Compliant Assembly Robot Arm). Explora-se um estudo de caso sobre a interação máquina-máquina, representados pelo manipulador e um robô móvel. Esse estudo foi realizado através da implementação do algoritmo de CPA, que é um algoritmo clássico, o mesmo é utilizado na geração de caminhos livres de colisão em um ambiente dinâmico, monitorado por um sensor de imagens, em tempo real. São exploradas várias abordagens entre o manipulador e o robô móvel. Abordagens essas, que levam em consideração as combinações entre o robô móvel e o manipulador como corpo extenso e ponto. O algoritmo foi implementado no manipulador para gerar os caminhos livres de colisão, com obstaculo dinâmico, com posições aleatórias, em tempo real. Os resultados apresentam a eficiência do algoritmo com relação à produtividade e se mostraram satisfatórios nesse estudo de caso. Também são apresentados os resultados da eficiência do algoritmo através do OEE (Overall Equipment Effectiveness), o consumo de energia e os resultados da análise do erro entre as posições geradas pelo algoritmo de campos potencias e as posições reais do manipulador.

O reconhecimento da posição e orientação de objetos em uma imagem é importante para diversos segmentos da engenharia, como robótica, automação industrial e processos de fabricação, permitindo às linhas de produção que utilizam sistemas de visão, melhorias na qualidade e redução do tempo de produção. O presente trabalho consiste na elaboração de um sistema de visão computacional para um robô cilíndrico de cinco graus de liberdade acionado pneumaticamente. Como resultado da aplicação do método desenvolvido, obtêm-se a posição e orientação de peças a fim de que as mesmas possam ser capturadas corretamente pelo robô. Para a obtenção da posição e orientação das peças, utilizou-se o método de cálculo dos momentos para extração de características de uma imagem, além da relação entre suas coordenadas em pixels com o sistema de coordenadas do robô. O desenvolvimento do presente trabalho visou também a integrar a esse sistema de visão computacional, um algoritmo de planejamento de trajetórias do robô, o qual, após receber os valores das coordenadas necessárias, gera a trajetória a ser seguida pelo robô, de forma que este possa pegar a peça em uma determinada posição e deslocá-la até outra posição pré-determinada. Também faz parte do escopo deste trabalho, a integração do sistema de visão, incluindo o planejamento de trajetórias, a um algoritmo de controle dos atuadores com compensação de atrito e a realização de testes experimentais com manipulação de peças. Para a demonstração da aplicação do método através de testes experimentais, foi montada uma estrutura para suportar as câmeras e as peças a serem manipuladas, levando em conta o espaço de trabalho do robô. Os resultados obtidos mostram que o algoritmo proposto de visão computacional determina a posição e orientação das peças permitindo ao robô a captação e manipulação das mesmas. / The recognition of the position and orientation of objects in an image is important for several technological areas in engineering, such as robotics, industrial automation and manufacturing processes, allowing production lines using vision systems, improvements in quality and reduction in production time. The present work consists of the development of a computer vision system for a pneumatically actuated cylindrical robot with five degrees of freedom. The application of the proposed method furnishes the position and orientation of pieces in a way that the robot could properly capture them. Position and orientation of the pieces are determined by means of a technique based on the method of calculating the moments for an image feature extraction and the relationship between their pixels coordinates with the robot coordinate system. The scope of the present work also comprises the integration of the computer vision system with a (previously developed) robot trajectory planning algorithm that use key-point coordinates (transmitted by the vision system) to generate the trajectory that must be followed by the robot, so that, departing from a given position, it moves suitably to another predetermined position. It is also object of this work, the integration of both vision system and trajectory planning algorithm with a (also previously developed) nonlinear control algorithm with friction compensation. Aiming at to demonstrate experimentally the application of the method, a special apparatus was mounted to support cameras and the pieces to be manipulated, taking into account the robot workspace. To validate the proposed algorithm, a case study was performed, with the results showing that the proposed computer vision algorithm determines the position and orientation of the pieces allowing the robot to capture and manipulation thereof.