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Avaliação do impacto dos modos de trabalho de manipuladores robóticos em série para resolução de redundância
dc.contributor.author | Cordeiro, João Vinicius Martin | |
dc.date.accessioned | 2023-08-02T18:29:54Z | |
dc.date.available | 2023-08-02T18:29:54Z | |
dc.date.issued | 2023-03-23 | |
dc.identifier.citation | CORDEIRO, João Vinicius Martin. Avaliação do impacto dos modos de trabalho de manipuladores robóticos em série para resolução de redundância. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18361. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18361 | |
dc.description.abstract | Robotic manipulators are increasingly present in the industrial activities of today, being used for various tasks ranging from welding operations to transportation and cargo handling as a whole. Despite being widely used, many times their application is not done in the most optimized way and they do not take into account the best configuration for the handler, causing characteristics such as workspace usage, torque and power consumption are not optimally utilized possible. Starting from the beginning, for a manipulator to be applied in a certain task, it is necessary to do its mathematical modeling in order to obtain the positions of the joints and links of the manipulator, their speeds and respective accelerations, also taking into account the end-effector positions. The definition of joint positions is done using inverse kinematics. The present work carries out this modeling for the case of a serial manipulator of the RRR type, in which, through the calculations made in the inverse kinematics, two solutions to the problem are found, that is, two diferente configurations for the joints of the robotic manipulator, being they are the elbow-up configuration and the elbow-down configuration. These two configurations, in turn, are called the working modes of a robotic manipulator. When assigning the manipulator’s work mode, it is also possible to define the end-effector positions. When the end-effector has more degrees of freedom than the task needs, the phenomenon called redundancy occurs in the task space, so it is possible to optimize the performance using the excess degrees of freedom. This excess of degrees freedom defines a problem with infinite solutions for the joint positions of the robot. The definition of these positions through an optimization process is called redundancy resolution, and can be done through the local method. The local redundancy resolution is the one that observes the gradient of a cost function at each instant of time and decides joint positions from this. With this, this work aims to study the impacts of the two configurations of a robotic manipulator in series on the resolution redundancy to optimize its kinematic and dynamic performance. In addition, through comparisons of the results between the two working modes of the robotic manipulator, it will be possible to visualize which is the most effective working mode for the Cartesian location in which the manipulator is located | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Manipuladores robóticos | por |
dc.subject | Resolução de redundância | por |
dc.subject | Modos de trabalho | por |
dc.subject | Soluções da cinemática inversa | por |
dc.title | Avaliação do impacto dos modos de trabalho de manipuladores robóticos em série para resolução de redundância | por |
dc.title.alternative | Evaluation of the impact of serial robotic manipulators working modes for redundancy resolution | eng |
dc.type | TCC | por |
dc.contributor.advisor1 | Fontes, João Vitor de Carvalho | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9473668144091435 | por |
dc.description.resumo | Manipuladores robóticos estão cada vez mais presentes nas atividades industriais da atualidade, sendo utilizados para diversas tarefas que vão desde operações de soldagem até transporte e movimentação de cargas como um todo. Apesar de serem amplamente utilizados, muitas vezes sua aplicação não é feita da maneira mais otimizada e não levam em conta a melhor configuração para o manipulador, fazendo com que características como uso do espaço de trabalho, torque e consumo de energia não sejam utilizadas da melhor maneira possível. Para que um manipulador seja aplicado em uma determinada tarefa, é necessário que seja feito a sua modelagem matemática a fim de se obter as posições das juntas e dos elos do manipulador, bem como as suas velocidades e respectivas acelerações, levando em conta também as posições do efetuador final. A definição das posições das juntas é feita utilizando-se a cinemática inversa. O presente trabalho realiza essa modelagem para o caso de um manipulador serial do tipo RRR, no qual através dos cálculos feitos na cinemática inversa, encontram-se duas soluções para o problema, ou seja, duas configurações diferentes para as juntas do manipulador robótico, sendo elas a configuração com cotovelo para cima e a configuração com o cotovelo para baixo. Essas duas configurações, por sua vez, são chamadas de modos de trabalho de um manipulador robótico. Ao se atribuir o modo de trabalho do manipulador, é possível definir também as posições do efetuador final. Quando o efetuador final possui mais graus de liberdade do que a tarefa necessita, ocorre o fenômeno chamado de redundância no espaço de tarefas, assim é possível otimizar o desempenho utilizando os graus de liberdade excedentes. Esse excesso de graus de liberdade define um problema com infinitas soluções para as posições das juntas do robô. A definição dessas posições através de um processo de otimização é chamada de resolução da redundância, e pode ser feita através do método local. A resolução de redundância local é aquela que observa o gradiente de uma função custo a cada instante de tempo e decide as posições das juntas a partir disso. Com isso, esse trabalho tem como objetivo estudar os impactos das duas configurações de um manipulador robótico em série na resolução da redundância para otimizar seu desempenho cinemático e dinâmico. Além disso, através das comparações dos resultados entre os dois modos de trabalho do manipulador robótico, será possível visualizar qual o modo de trabalho mais eficaz para a localização cartesiana em que o manipulador se encontra. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.subject.cnpq | OUTROS::ENGENHARIA MECATRONICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.publisher.course | Engenharia Mecânica - EMec | por |