Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-16T02:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_MarcioFantini_M.pdf: 2649230 bytes, checksum: cdc6957f72ea58be20a52d3e35daa10b (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Neste trabalho fazemos um estudo teórico e experimental de controladores para robôs industriais. O estudo teórico enfatiza tanto a aplicação de controladores lineares quanto não lineares. No estudo experimental utilizamos algoritmos de controle não linear, implementado num microcomputador dedicado, de baixo custo, baseado no microprocessador Z80, para o controle de um motor DC. Os resultados são analisados graficamente. Os estudos teóricos são acompanhados de simulações / Abstract: This work is a theoretical and experimental stl1dy of controllers for industrial robots. The theoretical study was made for aplication of linear and non-linear controllers for industrial robots. The main objective of the experimental study is to implement a non-linear controller, using a dedicaded microcomputer based on microprocessor Z80 to controI a DC motor. The results are showed by graphics. The theoretical study is accomplished by simulations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Geraldo Nonato Telles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T07:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DuranAcevedo_OrlandoMauricio_M.pdf: 2972290 bytes, checksum: e224dbb051d5ad9a0e4c80dad34ea475 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Nesta dissertação é especificado e implantado um prot6tipo de um sistema de simulação "Off-line" para um robô industrial do tipo SCARN (IBM 7535). Trata-se de um pacote de software composto de quatro m6dulos principais: Um interpretador da linguagem AMV, um gerenciador de objetos e "Lay-Outs", um simulador gráfico com seis possibilidades de visualização e um detetor automático de colisões baseado na construção de Mapas de Configuração. O simulador foi implantado num microcomputador sob o Sistema Operacional MS-DOS / Abstract: This dissertation presents the specification and implementation of a SCARA' type Industrial Robot Off-line Simulation System Prototype (mM 7535). The system is composed by foUf main modules: An AML2 language Interpreter, a lay-outs managment system, a graphic simulator with six options to watchibg the manipulator's actions and a Configuration Map-Based Automatic collisions detector. This system was implemented under the MS-DOS operating System / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fayan_BeneditoLuiz_M.pdf: 2762918 bytes, checksum: 3de428aa0a642592b21393daaa3962c4 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é a especificação de um supervisor de controle para um robô industrial. Primeiramente são introduzidos conceitos de robôs manipuladores e apresentados as diversas formas de modelagem. Dentre os vários modelos, ênfase especial é dada à modelagem cinemática inversa, visto ser essencial para uma das aplicações fundamentais que o supervisor de controle especificado deve possuir, que é controlar a posição do efetuador do robô no espaço cartesiano. Diversos algoritmos para a modelagem cinemática inversa foram desenvolvidos, sendo detalhadas as suas características e então sendo feitas as comparações para a escolha do algoritmo que melhor se adequa à função de controle no espaço no espaço cartesiano. As arquiteturas de hardware e de software propostas para o supervisor são abordadas, sendo feita a descrição funcional das diferentes unidades processadoras que compõem o sistema e a descrição das interfaces dos vários módulos de software especificados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Geraldo Trani Brandão / Banca: Francisco José Grandinetti / Banca: Anselmo Monteiro Ilkiu / Resumo: O estudo de um modelo matemático completo, incluindo os servos atuadores, a dinâmica do corpo rígido e o planejamento e geração de trajetórias do manipulador robótico cilíndrico, é um indispensável ponto de partida para aplicações de simulação das juntas e controle de movimentos. As equações cinemáticas obtidas pelas técnicas da Matriz de Transformação Homogênea e Matriz de Transformação Inversa são a solução para a geração de trajetórias, as quais podem ser feitas no espaço cartesiano ou no espaço das juntas e também possibilitam gerar o volume de trabalho do manipulador, que é de grande interesse para a especificação de determinada configuração em aplicações ou tarefas específicas. As equações de movimento foram derivadas usando a formulação Lagrangiana para predizer o comportamento do manipulador quanto à influência da geometria e os parâmetros de massa do manipulador. / Abstract: The study of a complete mathematical model including the servos actuators, the dynamics of the body rigid and the planning and generation of the manipulator's cylindrical robotic trajectories is an indispensable starting point for applications of simulation of the joints and control of movements. The Kinematic equations obtained by the techniques Homogeneous Transformation Matrix and Inverse Transformation Matrix make is the solution for generation of trajectories that can be done in the cartesian space or in the space of the joints and they also make possible to generate the volume of the manipulator's work that is of great interest for specification certain configuration in applications or specific tasks. The movement equations were derived using the formulation Lagrangiana to predict the manipulator's behavior as for the influence of the geometry and the parameters of the manipulator's mass. / Mestre

Os três principais aspectos da robótica móvel são: mapear ambientes, conhecer a postura do robô nesse ambiente e controlá-lo de forma a atingir um objetivo. Possuindo um mapa e conhecendo-se a postura inicial do robô neste mapa é possível saber a nova postura através das informações do sistema de odometria do robô a cada instante de tempo. Em função de diferenças no solo, derrapagens das rodas, dentre outros fatores, a odometria gera um erro que se acumula com o tempo (drift). Este trabalho aborda a investigação de um procedimento baseado em filtragem de Kalman para estimação de postura do robô em ambientes in-door utilizando sensores simples computacionalmente (odômetro e scanner a laser) objetivando-se eliminar o problema de drift. Resultados experimentais baseados em ambiente real mostram o bom desempenho do procedimento, mesmo com ambiente bastante ruidoso.

No Brasil há um número insuficiente de profissionais capacitados em Mecatrônica para atender a demanda, o que exigirá a intensificação de formação de profissionais voltados para pesquisa, inovação, bem como para o projeto, desenvolvimento, produção e comercialização da nova geração de robôs. Um dos aspectos essenciais na formação deste profissional está relacionado com a análise de movimentação dos robôs e, portanto, com a modelagem cinemática e dinâmica desses dispositivos e sua relação com o sistema de controle. Nota-se que há necessidade de informações e de recursos computacionais apropriados para dar suporte a essa formação. Para exemplificar, os softwares de mercado, têm a arquitetura de sistema fechada com o objetivo de proteger a propriedade intelectual e interesses do fabricante, constituindo assim um inconveniente na utilização em estudos e pesquisas nos cursos de nível superior, além do alto custo associado. Este trabalho visa suprir algumas necessidades constatadas, disponibilizando recursos teórico-computacionais, como suporte ao ensino, à pesquisa e ao desenvolvimento na área de manipuladores robóticos e suas aplicações, com ênfase nas modelagens cinemática, dinâmica e geração de trajetórias para robôs manipuladores seriais e de cadeia fechada, constituindo isso em: levantar os requisitos aplicáveis a um ambiente computacional para a modelagem e simulação de manipuladores robóticos; conceber e desenvolver um ambiente moderno de software aberto com capacidade para efetuar cálculos para análise e estabelecimento de modelos numéricos e simbólicos para o estudo e determinação do movimento de tais dispositivos e ainda reunir didaticamente a base teórica associada, possibilitando aos alunos e pesquisadores experimentar soluções existentes ou criar suas próprias alternativas.

Esta tese de doutorado aborda a solução do problema SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) em ambiente interno de média escala. Para implementar a solução proposta foi projetado e construído um robô móvel de baixo custo (cerca de US$ 2.100,00) com rodas e equipado com três diferentes tipos de sensores: visão (webcam sem fio com ponteira laser), sonar (1 unidade com alcance de 6 m) e infravermelho (2 unidades com alcances de 1,5 m e de 5 m). Inicialmente foi desenvolvido um algoritmo para realizar a fusão dos dados ruidosos provenientes desses sensores e gerar características que representam adequadamente o ambiente do robô. Experimentos foram realizados para avaliar o desempenho do algoritmo de fusão de dados sensoriais. Um algoritmo do tipo filtro de partículas FastSLAM foi implementado para solução do problema SLAM (localização do robô e construção de mapas 2D do ambiente) usando as características extraídas pelo algoritmo de fusão de dados. O desempenho desse algoritmo foi avaliado em ambientes de pequena escala onde as poses do robô foram escolhidas manualmente. Finalmente foi desenvolvido um algoritmo de exploração autônoma do ambiente para a escolha automática das poses do robô durante a execução do algoritmo FastSLAM. A integração dos algoritmos desenvolvidos para a solução do problema SLAM foi demonstrada em um ambiente interno de média escala (2,8 m x 55 m). Em uma primeira etapa o robô gerou o mapa do ambiente de forma autônoma. Na segunda etapa o robô usou o mapa gerado para navegar e se autolocalizar no ambiente com pequenos erros nas estimações das suas poses, usando apenas as medidas geradas pelos sensores montados no robô.

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de uma plataforma robótica omnidirecional, para transporte de cargas industriais, capaz de se mover para qualquer direção no plano xy, produzir rotações em torno do seu eixo sem a necessidade de reorientação no espaço e se mover com velocidade controlada. O desenvolvimento da plataforma consistiu na abordagem de projeto mecatrônico, modelagem cinemática do sistema, bem como a elaboração das equações que regem a movimentação da plataforma Omni-One. O modelo cinemático da plataforma utilizou a convenção de Sheth-Uicker. De posse das matrizes do movimento e da aquisição dos dados de limite de rotação dos motores, foi determinado um controlador Proporcional-Integral (PI), como controlador de velocidade. Os resultados dos testes realizados se mostraram conclusivos para o resultado final da plataforma, pois com eles foi possível verificar o comportamento do sistema como um todo.

Para desempenhar tarefas cooperativas de maneira descentralizada, exige-se que sistemas multi-robô comuniquem-se entre si. Portanto, manter a conectividade do grafo de comunicação é uma questão fundamental. Neste trabalho, nós analisamos o efeito de diferentes tipos de perturbação na estratégia de controle para manutenção de conectividade descrita em (SABATTINI, 2012), avaliando o impacto de falha, atraso e ruído na comunicação entre os agentes. Os resultados mostram que a estratégia para garantir a conectividade nem sempre é resiliente aos efeitos negativos de tais perturbações em configurações realistas que consideram um limite de banda para o esforço de controle. Contudo, características inerciais inerentes da maioria dos sistemas aquáticos e terrestres abrem perspectiva de aplicação da estratégia de manutenção de conectividade a sistemas adaptativos que consideram, por exemplo, adaptação autônoma a restrições outras além da própria conectividade, como eficiência na comunicação ou captação de energia.

A pesquisa na área de robótica espacial lida com problemas exclusivos, acarretados pela natureza e características dinâmicas dos sistemas. Isso torna a modelagem uma área de extrema importância para garantir um desempenho satisfatório. A maior característica dos braços robóticos espaciais é que seu movimento perturba a espaçonave na qual está acoplado. Essa propriedade deve ser levada em consideração, especialmente no caso de robôs de base livre flutuante que não possuem controle de posição ou atitude na base. A maior destreza e flexibilidade de manipuladores de múltiplos braços faz com que sua pesquisa seja colocada em foco. Eles possuem maior possibilidade de lidar com cargas maiores e fornecer maior acurácia em tarefas como montagens, reparos, abastecimento, etc. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento do modelo de um manipulador espacial de base livre flutuante de dois braços. Esse modelo, então, foi aplicado no desenvolvimento de um sistema de controle. A metodologia sugerida facilita, não só a obtenção do modelo, como também a especificação de controladores. Dois esquemas de controle foram desenvolvidos: um no espaço da tarefa e outro no espaço das juntas, com diferentes especificações de trajetórias. A simulação do sistema foi realizada no ambiente Simulink (MATLAB) e os resultados são discutidos, indicando as situações de falha dos controladores especificados. / Space robotics research faces unique problems, which are mainly related to the intrinsic nature and dynamic characteristics of its systems. As a consequence, modelling becomes essential to guarantee the best system result. A important characteristic of space robotic arms is that their movements affect their bases position and attitude. This property must be taken into account, specially in the case of free floating space manipulators which have no control system for the base. High dexterity and flexibility of multi-arm manipulators cause their research to be a focus for the community. With higher loads and accuracy demands, they are more likely to suceed in tasks such as maintenance, assembly, refueling, among others. In that context, this thesis aims to develop a model for a dual-arm free-floating space manipulator. The model, then, is used in the design of a control system. The suggested methodology makes the process easier not only the modelling, but also the controller design. Two control schemes were developed: one in joint and the other in task space, with different trajectories. System simulations were run on Simulink (MATLAB) and the obtained results were discussed, with comments regarding fault situations for the specified control systems.