Robótica – Apontamentos (parte 4) / Ficha de Trabalho 4, com questionário

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Curso Profissional de Electrónica, Automação e Comando
Disciplina de Automação e Comando
Módulo: Robótica

Apontamentos de Robótica / Ficha de Trabalho 4

Parte 4

8. Graus de Liberdade

Os graus de liberdade são um dos parâmetros mais importantes dos braços robóticos, pois são eles que determinam os movimentos que o robot pode fazer no espaço a duas ou três dimensões.

Cada junta define um ou dois graus de liberdade, pelo que o número de graus de liberdade de um robot se obtém fazendo uma soma de todos os graus de liberdade impostos por cada uma das suas juntas.

Quando o movimento pode ocorrer em apenas um único eixo, diz-se que a junta tem um grau de liberdade; caso o movimento se possa dar em mais do que um eixo, a junta tem dois graus de liberdade, como na figura abaixo é mostrado.

Figura 7 – Braços com um e dois graus de liberdade

Quanto maior for o número de graus de liberdade, maior é a complexidade da cinemática, a dinâmica e o controlo do braço.

O número de graus de liberdade de um robot está associado ao número de variáveis posicionais independentes que permitem definir a posição de todas as partes de forma unívoca.

Os movimentos robóticos podem ser separados em movimentos do braço e do punho.

Em geral, os braços têm 3 accionadores e uma configuração 3GL, numa configuração que permita que o órgão terminal alcance um ponto qualquer dentro de um espaço limitado em redor do braço.

8.1. – Em qualquer braço podem ser identificados três tipos de movimento independentes:
8.1.1. – Vertical Transversal
Movimento vertical do punho, para cima ou para baixo.
8.1.2. – Rotacional Transversal
Movimento do punho horizontalmente, para a esquerda e para a direita.
8.1.3. – Radial Transversal
Movimento de aproximação ou afastamento do punho.

Os punhos apresentam 2 ou 3 graus de liberdade.

As juntas dos punhos são agrupadas num volume pequeno para que não movimentem em demasia o órgão terminal quando são accionadas.

8.2. – Os movimentos do punho têm nomes específicos:
8.2.1. – Roll / Rolamento
Rotação do punho em torno do braço
8.2.2. – Pitch / Arfagem
Rotação do punho para cima e para baixo
8.2.3. – Yaw / Guinada
Rotação do punho para a esquerda e para a direita

Figura 8 – Movimentos possíveis aos punhos com 3GL

9. Questionário (IV)

1. Por que motivo são os Graus de Liberdade um dos parâmetros mais importantes do braços robóticos?
2. Explique como se determina o número de graus de liberdade de um robot.
3. O que entende por “junta com um grau de liberdade”?
4. O que entende por “junta com dois graus de liberdade”?
5. Que tipo de movimentos apresenta um robot?
6. Caracterize o movimento Rotacional Transversal.
7. Quantos graus de liberdade pode apresentar, no máximo, um punho de robot?
8. Quais os tipos de movimento possíveis a um punho?
9. Caracterize o movimento Yaw/Guinada
10. A figura representa os movimentos possíveis num punho com 3 Graus de Liberdade. Cada junta é responsável por cada um dos movimentos.
Identifique, junto de cada junta, o movimento pelo qual ela é responsável.