[pt] Recentemente, grande interesse tem se voltado na robótica
para o conceito
de manipuladores flexíveis. Estes dispositivos apresentam
uma coluna vertebral
deformável continuamente, em oposição aos tradicionais
manipuladores robóticos
elo/junta/elo com elos rígidos. Sistemas flexíveis
oferecem um aumento em
potencial da capacidade de interação com o ambiente,
estando aptos a se
ajustarem às limitações do meio através de sua deformação.
Robôs flexíveis
oferecem possibilidades atrativas para o uso em diversas
aplicações, como em
posicionamento em ambientes complexos com obstáculos,
endoscópios ativos, e
manuseamento de materiais frágeis. O uso de polímeros, em
particular
elastômeros, tem sido explorado nestes manipuladores para
promover
simplicidade de operação e menor rigidez, necessária para
uma interação homemmáquina
com maior segurança. Usufruindo-se destes conceitos, esta
dissertação
aborda o desenvolvimento de um manipulador pneumático
flexível de longo
alcance. O manipulador é composto por uma estrutura
modular, formada por
vários elos ligados serialmente, permitindo que em sua
extremidade sejam
acopladas ferramentas que auxiliem a execução de
diferentes tarefas. O sistema é
baseado em um atuador pneumático denominado Músculo
Artificial Pneumático
(Pneumatic Artificial Muscles, PAM). Ao serem
pressurizados, estes dispositivos
se contraem, exercendo uma força em sua extremidade
proporcional à pressão
aplicada. A movimentação do manipulador desenvolvido é
obtida a partir da
diferença de pressão entre câmaras independentes
localizadas em seu interior.
Modelos analíticos dos sistemas desenvolvidos foram
elaborados. O controle do
manipulador é feito a partir de servoválvulas pneumáticas
controladas por
computador. Experimentos foram realizados para verificar
os modelos
desenvolvidos. O sistema desenvolvido pode ser aplicado à
tarefa de inspeção
interna de reservatórios de combustíveis. Inspeções
internas atualmente requerem
um completo esvaziamento do reservatório, se tornando
muito trabalhosas e
resultando em altos custos. Uma versão do manipulador é
adaptada para executar
esta tarefa sem a necessidade de esvaziar os tanques,
devido à segurança
intrínseca do sistema pneumático. / [en] Recently, the concept of flexible manipulators has attract
great interest.
These devices present a continuously deforming vertebral
column, in opposition
to the traditional robotic manipulators link/joint/link
with rigid links. Flexible
systems offer a potential increase in the capacity of
interaction with the
environment, being apt to adjust itself to the constrants
through its deformation.
Flexible robots offer attractive possibilities for usage
in many applications, as
complex environments positioning with active obstacles,
endoscopies, and
manipulating fragile materials. Polymers, specially
elastomers, have been
explored in these manipulators to guarantee simple
operation and minor rigidity,
necessary for a higher security man-machine interaction.
Making a good use of
these conceptions, this dissertation presents the
development of a long-reach
flexible pneumatic manipulator. The manipulator is
composed of a modular
structure, formed by links attached serially, allowing
tools to be connected in its
end-point for assistence in different tasks. The system is
based on a pneumatic
actuator called Pneumatic Artificial Muscle (PAM). When
pressurized, these
devices contract themselves, exerting a proportional force
in its end-points
proportional to the applied pressure. The manipulator´s
motion is obtained from
the pressure difference between the independent chambers
located in its interior.
Developed systems analytical models have been elaborated.
Pneumatic valves,
commanded by computer, control the manipulator.
Experiments have been carried
through to test the developed models. The developed system
can be applied to
internal inspection of fuel tanks. Internal inspections
currently require a complete
tank ullage, becoming very laborious and resulting in high
costs. A manipulator´s
version is adapted to execute this task in a full fueled
tank, due to intrinsic
security of the pneumatic system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:9226 |
| Date | 30 October 2006 |
| Creators | FELIPE DOS SANTOS SCOFANO |
| Contributors | MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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