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Wrench capability of planar manipulators

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / Robôs são amplamente utilizados em fábricas, e novas aplicações no espaço, nos oceanos, nas indústrias nucleares e em outros campos estão sendo ativamente desenvolvidas. A criação de robôs autônomos que podem aprender a agir em ambientes imprevisíveis têm sido um objetivo de longa data da robótica, da inteligência artificial, e das ciências cognitivas.Um passo importante para a autonomia dos robôs é a necessidade de dotá-los com um certo nível de independência, a fim de enfrentar as mudanças rápidas no ambiente circundante; para obter robôs que operem fora de ambientes rigidamente estruturados, tais como centros de investigação ou instalações de universidades e sem precisar da supervisão de engenheiros ou especialistas, é necessário enfrentar diferentes desafios tecnológicos, entre eles, o desenvolvimento de estratégias que permitam que os robôs interajam com o ambiente. Neste contexto, quando um contacto físico com o ambiente é estabelecido, uma força específica precisa de ser exercida e esta força tem de ser controlada em relação ao processo a fim de evitar a sobrecarga ou danificar o manipulador ou os objetos a serem manipulados.O principal objetivo deste trabalho é apresentar novas metodologias desenvolvidas para determinar a máxima carga que um mecanismo ou manipulador planar pode aplicar ou suportar (capacidade de carga), sejam eles paralelos, seriais ou híbridos e com redundância ou não. A fim de resolver o problema da capacidade de carga, neste trabalho foram propostas duas novas abordagens com base no método do fator de escala clássico e nos métodos clássicos de otimização. Essas novas abordagens deram como resultado um novo método chamado de método de fator de escala modificado utilizado para resolver a capacidade de carga em manipuladores seriais planares e quatro modelos matemáticos para resolver o problema de capacidade de carga em manipuladores paralelos planares com um grau líquido de restrição igual três, quatro, cinco ou seis (CN = 3, CN = 4, CN = 5 ou CN = 6).<br> / Abstract : Robots are now widely used in factories, and new applications of robots in space, the oceans, nuclear industries, and other fields are being actively developed. Creating autonomous robots that can learn to act in unpredictable environments has been a long-standing goal of robotics, artificial intelligence, and cognitive sciences.An important step towards the autonomy of robots is the need to provide them with a certain level of independence in order to face quick changes in the environment surrounding them; to get robots operating outside rigidly structured environments, such as research centres or universities facilities and beyond the supervision of engineers or experts, it is necessary to face different technological challenges, amongst them, the development of strategies that allow robots to interact with the environment. In this context, when a physical contact with the the environment is established, a process-specific force need to be exerted and this force has to be controlled in relation to the particular process in order to prevent overloading or damaging the manipulator or the objects to be manipulated.The main objective of this work is to present new methodologies developed for determining the maximum wrench that can be applied or sustained (wrench capability) in planar mechanisms and manipulators, whether it be serial parallel or hybrid and with redundancy or not. In order to solve the wrench capability problem, in this work two new approaches were proposed based in the classic scaling factor method and in classical optimization methods. These new approaches gave as result a new method called the modified scaling factor method used to solve the wrench capability in planar serial manipulators and four mathematical closed-form solutions to solve the wrench capability problem in planar parallel manipulators with a net degree of constraint equal to three, four, five or six (CN = 3, CN = 4, CN = 5 ou CN = 6).

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/168082
Date January 2016
CreatorsMejia Rincon, Leonardo
ContributorsUniversidade Federal de Santa Catarina, Martins, Daniel, Simas, Henrique
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguageEnglish
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Format180 p.| il., grafs., tabs.
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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