Orientador: João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T04:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarvajalRojas_JaimeHumberto_D.pdf: 18722503 bytes, checksum: cf7052f5959f02f6c052c5b501ca7f6b (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O principal objetivo de esta pesquisa consiste no desenvolvimento de uma metodologia geral para a integração, simulação e programação of-line de robôs e mecanismos mecatrônicos em células de manufatura flexíveis FMC. O desenvolvimento da metodologia implica a modelagem da FMC usando Redes de Petri PN, a modelagem geométrica com sistemas CAD do ambiente de atuação do robô incluindo equipamento e mecanismos associados, modelagem da cinemática direta e inversa do robô baseada na metodologia de Denavit -Hartenberg, modelagem do Jacobiano direto e inverso do robô, modelagem da cinemática com Quaterniones, simulação gráfica das trajetórias do robô, simulação gráfica da movimentação dos mecanismos, e coordenação e integração da movimentação dos robôs e dos mecanismos. A programação off-line do robô é o principio de integração dos componentes dentro da FMC. Estudos de casos encaminhados à implementação, validação e probas da metodologia desenvolvida, são apresentados, incluindo programação off-line independente, programação off-line simultânea, programação off-line seqüencial e programação of line integrada / Abstract: The main objective of this research consists on the development of a general methodology for the integration, simulation and ofl-line programming of robots and mechatronic mechanisms into Flexible Manufacturing Cells FMC. The development ofthe methodology embraces the modeling of FMC using Petri Nets PN, the geometric modeling with system CAD of the environrnent of the robot's performance inc1udingequipment and associate mechanisms, mathematica1modeling of the direct kinematics and inverse kinematics of the robot based on Denavit - Hartenberg metodology, mathematical modeling of kinematics with Quaternions, mathematical modeling of the direct Jacobian and inverse Jacobian of the robot, the graphic simulation ofthe robot's trajectories, graphic simulation of the movement of the mechanisms and the coordination and integration of the robot's movements and of mechanisms. The off line programming of the robots is the principIe for the integration of the components. Studies of cases allows the implementation, validation and it proves of the developed methodology, are presented, including off line programming independent, of-line programming simultaneous, off-line programming sequential, and off-line programming integrated. / Doutorado / Mecatronica, Robotica e Sistemas Mecanicos Atuados / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GamarraRosado_VictorOrlando_D.pdf: 7395940 bytes, checksum: 959f760ba087d39843d3027bf426a6f0 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Um dos mais importantes requisitos na Robótica é a obtenção de precisão no posicionamento da extremidade livre de um manipulador. Este problema resulta ainda mais complexo quando se trata de Manipuladores flexíveis, os quais têm estruturas leves, atuadores pequenos, são rápidos e de grande alcance, e operam a altas velocidades. A flexibilidade inerente aumenta a instabilidade e reduz a precisão do sistema, motivo pelo qual toma-se necessário considerar estes efeitos na dinâmica quando o assunto é controle, exigindo assim o estudo de técnicas de controle bastante sofisticadas. Este trabalho trata especificamente da modelagem dinâmica e do controle em tempo real de um braço flexível, e a principal motivação é proporcionar um controlador simples e robusto de forma a evitar leis de controle mais complexas. Inicialmente, obtêm-se um modelo dinâmico reduzido através do método de elementos finitos e avaliam-se os efeitos da flexibilidade na performance do sistema através de simulação. Propõe-se uma estratégia de controle a qual está baseada na solução do problema de seguimento de trajetória. Esta estratégia se subdivide em dois estágios: i) Controle do modo rígido, e ii) Controle das perturbações, os quais controlam o movimento rígido e os deslocamentos, respectivamente. O sistema de controle utiliza o método de alimentação direta (jeedforward) para obter o movimento desejado, junto com o método de realimentação (jeedback) para efeito de estabilização da resposta do sistema. Com a finalidade de melhorar o comportamento do sistema, apresenta-se o método denominado Controle Ótimo LQ Generalizado, que utiliza o Filtro de Kalman como observador de estados, para a estimação do deslocamento. Descreve-se o "hardware" do sistema e a estrutura do programa de controle em tempo real, utilizados no protótipo experimental desenvolvido neste trabalho. As vibrações da extremidade livre são obtidas através de extensômetros elétricos, e os sinais de saída são realimentados ao atuador eliminando as vibrações devido à flexibilidade. Finalmente, implementam-se os algoritmos de controle neste protótipo e avalia-se o sistema através da comparação dos resultados da simulação e dos resultados experimentais / Abstract: One of the most important requirements in robotics is to obtain positioning accuracy in the manipulator's end effector. This problem results even more complex in Flexible manipulators, which present lightweight structure, smaller actuators, higher speed, large working volume, high mobility and the ability to carry heavy payloads. Flexibility effects noticeably limit the performance and increase the system instability, for that, attention must be taken into account both in the dynamic and controllevel, consequently it will be required more sophisticated control techniques. This research deals with dynamic modelling and control of a flexible arm specifically, where the main goal is to provide a simpIe and robust controller so that to avoid complex control laws. A reduced dynamic model is obtained by finite element method and the flexibility effects are evaluated through simulation. The control strategy proposed in this work is divided in two stages: i) Rigid control, and ii) Perturbation control, which control the rigid mode and the displacement respectively. The control system apply both, the feedforward method to obtain the desired movement and the feedback method to stabilize the system response. It is presented the Generalized LQ Optimal Contrai method in such away to improve the system performance, by the use of the Kalman filter as the state observer to estimate the displacements. It is also described the hardware of the system and the real-time control routines applied to the experimental prototype developed on this research. The vibrations of the end-effect can be measured by using strain gage, and output signals are fedback to driving motor for suppressing the vibrations due to the flexibility. Finally, it is implemented the control algorithms to the prototype and it is evaluated the system performance comparing the simulation and experimental results / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Franco Giuseppe Dedini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Becker_Marcelo_D.pdf: 8471840 bytes, checksum: 3806a18234a43e044279f85d562142fc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho são apresentados estudos sobre a aplicação de tecnologias assistivas e técnicas de controle em cadeiras de rodas. O objetivo do estudo é posicionar o problema e desenvolver estudos sobre técnicas assistivas para o projeto de uma cadeira de rodas inteligente. Inicialmente é feita uma introdução sobre a situação dos portadores de deficiência, focalizando o caso de usuários de cadeiras de rodas: quem são, onde vivem, quais as principais causas de suas deficiências, etc. Em seguida são apresentados os aspectos ergonômicos que devem ser considerados no projeto de um veículo para deficientes fisicos (usuários de cadeiras de rodas) e, é feita uma análise biomecânica do processo de acionamento de cadeiras de rodas manuais. Um programa em MatLabTM foi desenvolvido para simular o processo de acionamento em pistas planas e rampas. Também foram desenvolvidas e testadas técnicas de mapeamento (testes experimentais), navegação e desvio de obstáculos (simulações em MatLabTM) e detecção e monitoramento de obstáculos (testes experimentais) para serem empregadas em veículos autônomos ou com navegação assistida. Os testes experimentais foram feitos em uma plataforma real, o robô SmartROB-2 do Instituto de Robótica do Instituto Politécnico Federal Suíço (IfR ETHZ), equipado com dois sensores laser tipo SICK LMS200 usando o sistema operacional XOberon / Abstract: This investigation describes studies concerning the application of assisted technologies and control techniques in wheelchairs. The goal is to understand the problem and to studyassistive techniques for design of intelligent wheelchairs. lnitially an overview of the disabled people situation is shown. The case ofwheelchair dependent individuaIs (WDI) is focused: who theyare, where they live, the main causes of their disabilities, etc. Then, the ergonomic aspects concerning the design of a vehic1e for disabled people (WDI) are shown. A biomechanical analysis of the manual propulsion ofwheelchairs is also described. A software using MatLabTM was developed to simulate the manual propulsion of wheelchairs, to check the ability to traverse ramps and the WDl's efforts. Control techniques for assisted and autonomous navigation were also developed and tested: Map-Building (experimental tests), Navigation and Obstac1e Avoidance (simulations using MatLabTM), and Obstacle Detection and Tracking (experimental tests). The experimental tests used a real platform, the mobile robot SmartROB-2 belonging to the Institute ofRoboticsSwiss Federal Institute of Technology (1m. - ETHZ). The robot was equipped with two SICK LMS200 laser sensors and used the operational system XOberon / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T23:45:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sa_ClaudioEduardoAravechiade_D.pdf: 35817131 bytes, checksum: e495fd6a62b93a1a2ddfc8b25f6b7e83 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema automático de geração de trajetórias e a implementação de um programa computacional off-line e de um programa de supervisão e controle, com o objetivo de viabilizar a automação de tarefàs de robôs. Foi utilizado para o desenvolvimento deste trabaJho o robô Manutec fabricado pela Siemens composto de seis juntas rotacionais e o manipulador submarino Kraft mas isto não impede que os resultados obtidos possam ser estendido para robôs com outros tipos de juntas. Inicialmente é realizada uma discussão sobre a programação "off-line" e sobre a supervisão e controle de dispositivos robóticos. Também é rea1izada uma breve revisão dos conceitos utilizados na robótica, sobre geração de trajetórias e a formulação matemática para a obtenção do modelo geométrico direto e inverso de um robô e em seguida é apresentado a estrutura do sistema proposto para a geração de trajetórias. E após isso se discorre sobre o tratamento de colisões e criação de obstáculos e a implementação do programa computacional off-line e os resultados obtidos (computacionais e experimentais). Os programas foram implementados, em linguagem ADA, em um microcomputador compatível com a linha ffiM-PC-AT de forma modular, possibilitando alterações / Abstract: The objective of this work is the development of an automatic system of generation of trajectories and the implementation of a program off-line and a program of supervision and contro}, with the objective of making possible the automation of robots' tasks. The robot used for the development of this work was Manutec manufactured by Siemens composed of six rotational joints and the manipulator submarine Kraft but this doesn't impede that the obtained results can be extended for robots with other types of joints. Initially a brief revision of the concepts used in the robotics is accomplis~ about generation of trajectories and the mathematical formulation for the obtaining of the a robot's direct and inverse geometric model and soon afier the structure of the system proposed for the generation of trajectories is presented. It is then it is made a study on the treatment of collisions and creation of obstacles and the implementation of the program off-line and the obtained resu1ts. The programs are implemented, in language ADA, in a compatible microcomputer with the line IBM-PC-ATTN in way to modulate, facilitating alterations / Doutorado / Mecanica dos Solidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Eric Mitchell Sabinson / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Estudos da Linguagem / Made available in DSpace on 2018-08-12T10:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fauza_MichelJalil_M.pdf: 1004106 bytes, checksum: a8b2913e4ec383b24cc704f1c55a01e0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho tem a intenção de propor um estudo sobre a peça teatral R.U.R. (Rossum's Universal Robots), escrita pelo autor checo Karel Capek em 1920 e especialmente importante por introduzir, na literatura moderna, a figura do robô do modo que hoje a concebemos. A princípio, apresentamos de maneira breve alguns dos autômatos retratados pela literatura fantástica do século XIX, de forma a distinguir a nova abordagem de Capek sobre o tema. Posteriormente, destacamos passagens da peça, ato a ato, relacionando-as a teóricos da filosofia e da crítica literária, de modo a sugerir novas possibilidades de leitura que se distanciem das interpretações comuns surgidas desde a época de sua publicação e primeiras representações. Para o êxito de tal tarefa, devemos repensar o significado do robô dentro do contexto ficcional de R.U.R. e as implicações geradas pelo seu surgimento. / Abstract: This work examines the theatrical play R.U.R. (Universal Rossum's Robots), written by the Czech author Karel Capek in 1920, and its particular importance for introducing, in modern literature, the figure of the robot as we conceive of it today. Initially, we briefly present some of automatons realized in fantastic literature of the XIX century, distinguishing Capek's new approach. Later, we point out parts of the play, act by act, suggesting relationships to particular philosophers and commenting the criticism on the play, in order to suggest new possibilities of reading different from the common interpretations since its publication and first production. For the success of such task, we need to rethink the meaning of the robot, inside the fictional context of R.U.R., and the implications generated by its appearance. / Mestrado / Historia e Historiografia Literaria / Mestre em Teoria e História Literária

Orientador: Marco Antonio Robert Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T17:16:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertone_OsvaldoHugo_D.pdf: 7855872 bytes, checksum: ddcb57b633698b4aaa8fa39c681e105f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho visa o desenvolvimento de uma plataforma básica com o propósito de ser-vir de estrutura para aplicações em robôs móveis. Esta plataforma consta de módulos de comunicação para o meio exterior (Bluetooth, WiFi e ZigBee) e com um barramento de comunicação interior que permite a inclusão de módulos que controlam sensores e atuadores (sensores como de distância, câmeras de vídeo, GPS, Bussola digital, acelerômetros, umidade, temperatura, pressão, etc., e atuadores como motores, servos, válvulas, etc.). A plataforma básica consta de protocolos de comunicação e um set de comandos tanto nas comunicações via rádio como no barramento interno o que permite o desenvolvimento de novas aplicações. O software interno, também é um software de código aberto que permite aos pesquisadores, hobbistas, profissionais, alunos e professores modificar e desenvolver qualquer tipo de aplicação tanto para que a plataforma seja montada em estruturas diferentes como também o desenvolvimento de software desktop para comando do robô via internet, celular ou qualquer tipo de tele-comunicação futura. Com este trabalho se pretende preencher um vazio que fará viável sua aplicação nas áreas de educação básica, esta não apenas nas disciplinas tradicionais, como Matemática e Geografia, mas também em disciplinas transversais, nas quais os alunos poderão aprender a programar rotinas para educação no trânsito, seleção de lixo reciclável, ecologia (reconhecimento de águas), inclusão social e reconhecimentos de MAPas, utilizando sistemas de programação em blocos. No caso dos pesquisadores e hobbistas, os produtos seriam utilizados para o desenvolvimento de novos módulos e outras aplicações mais sofisticadas, podendo tudo isso ser realizado via tele-operação. Como foi desenvolvido um único sistema a ser usado tanto na educação básica quanto para pesquisas de alto nível tecnológico, o sistema é flexível, possuindo um software com programação em blocos, para as escolas de ensino fundamental e médio; e um software com programação em C, para pesquisadores e hobbistas / Abstract: This study aims at developing a basic platform in order to provide a structure for applications in mobile robots. This platform consists of modules for communication to the outside world (Bluetooth, WiFi and ZigBee) and an internal communication bus that allows the inclusion of modules that control sensors and actuators (such as distance sensors, video cameras, GPS, digital compass , accelerometers, humidity, temperature, pressure, etc ... as motors and actuators, servos, valves, etc ...). The basic platform consists of communication protocols and a set of commands as much as radio communications in the internal bus that allows the development of new applications. The internal software is also an open source software that allows researchers, hobbyists, professionals, students and teachers to modify and develop any type of application for both the platform is mounted on different structures as well as the development of desktop software for remote control of robot via the Internet, mobile phone or any type of tele-communication future. This work is intended to fill a void that will make feasible its application in the areas of basic education, this not only in traditional disciplines such as math and geography, but also in cross-disciplines in which students can learn to program routines for traffic education, selection of recyclable waste, ecology recognition (water), social inclusion and recognition of MAPas using systems programming block. For researchers and hobbyists, the products would be used for the development of new modules and other more sophisticated applications, may all be performed via the teleoperation. Was developed as a single system to be used both in basic education and for research on high technology, the system is flexible, having a software programming blocks to the elementary schools and middle, and a software programming in C for researchers and hobbyists / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orentador: João Mauricio Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:48:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CarlosRaimundoErig_D.pdf: 2265514 bytes, checksum: fd1d47929d36db3e957f661d51ad7b46 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

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Orientador: Pablo Siqueira Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:38:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarez-Jacobo_JustoEmilio_M.pdf: 7357916 bytes, checksum: 36471c499450bbadf2fb1a62630efad2 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho apresenta o projeto, implementação e construção do robô autônomo móvel RAM-I, o qual tem autonomia energética e de controle. A locomoção é feita através de motores de passo, controlados pelo módulo Controlador dos Motores, baseados no microcontrolador PIC 16F84. O módulo Principal recebe os sinais dos sensores externos e os processa conforme a estratégia de controle implementada. Esta é baseada na Arquitetura Subsumption, tomando as decisões que serão enviadas pela interface para o módulo Controlador dos Motores, sem necessidade de intervenção externa. A alimentação é feita por meio de baterias embarcadas. Será apresentado o projeto do Sistema, descrição das partes, implementação da estratégia de controle, modelagem do robô e por ultimo os resultados experimentais obtidos com o protótipo construído em laboratório / Abstract: This work presents the design, implementation and construction of a mobile autonomous robot RAM-I, which has autonomous energy supply and control. The locomotion is done through stepper motors, controlled by the module Controller of the Motors based on microcontroller PIC16F84. The Main module, also based in the PIC, receives the inputs signals from external sensors and processes according with the control strategy implemented, based on the Architecture of Subsumption, taking decisions that will be sent to the interface for the Motor Controller, without the necessity of external intervention. The power will be supplied by internal batteries. It will be presented the design of the system, description of the parts, implementation of the control strategy and modeling, as well as the experimental results obtained with the prototype constructed in the laboratory / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Douglas Eduardo Zampieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T08:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pellissari_JoaoOrestes_M.pdf: 15764176 bytes, checksum: d7724dd0944624f1b02863d766f9e68d (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Neste trabalho o protótipo de um manipulador com três graus de liberdade é apresentado e as fases de projeto, execução e desenvolvimento básico do controle são detalhadas. Os conceitos fundamentais de robótica são revistos, visando a obtenção dos modelos geométricos (direto e inverso) e dinâmico (recursivo). Finalmente, propõe-se, também um método simples para a verificação de repetibilidade dos movimentos da base, braço e ante-braço. Em outras palavras, o trabalho aborda a metodologia de projeto em engenharia, comentando em seu final os problemas surgidos e propondo algumas correções no protótipo, adaptando as especificações de projeto as limitações de manufatura / Abstract: In this work, a prototype of a three-degrees-of-freedom manipulator is presented. The manipulator design stages, its construction, and the basic control development are detailed. The fundamental concepts of robotics are reviewed, aiming the establishment of the geometric models (direct and inverse) and the dynamic model (recursive). Finally, a simple method for the verification of the repetibility of the mouvements of the base, the arm, and the forearm is proposed. In other words, the work is concerned with the methodology of projects in engneering. It covers some problems and proposes some corrections in the prototype, adapting the specifications of the project to the limitations of manufacture / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica