PROJETO BRAÇO ROBÓTICO

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PROJETO BRAÇO ROBÓTICO

                                        grupo: SKYNET

Gilberto M. N. Filho,João V. Mathias, Murilo H. Loli, Rafael P. dos Santos

Centro Universitario de Jaguariuna – Campus II

Rod. Dr. Gov. Adhemar Pereira de Barros

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Abstract⎯ Artic Articulated Robotic Arm, which must perform functions with certain precision and in a repetitive sequence, using for this a system composed by its mechanical structure which becomes articulable due to the use of servo motors, these being controlled with the aid of a programmable electronic system developed with the use of the Arduino platform, aiming in this way the development of a mechatronic system that works in the most suitable way possible, performing in a practical and efficient way the manipulation of certain objects.

Keywords ⎯ Electronics, Electrical, Mechanics, Robotics, Microcontroller

Resumo ⎯ Braço Robótico articulável, o qual deverá desempenhar funções com determinada precisão e em uma sequência repetitiva, utilizando para isto um sistema composto por sua estrutura mecânica, a qual se torna articulável devido ao uso de servo motores, sendo estes controlados com o auxílio de um sistema eletrônico programável desenvolvido com o uso da plataforma Arduíno, visando desta forma o desenvolvimento de um sistema mecatrônico que funcione de forma mais adequada possível, desempenhando de forma prática e eficiente a manipulação de determinados objetos.

Palavras-chave --- Eletrônica, Elétrica, Mecânica, Robótica, Microcontrolador

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1    Introdução

Há uma crescente necessidade de se realizar tarefas com eficiência em lugares onde a presença humana se torna difícil, arriscada e até mesmo impossível, como o fundo do mar ou na imensidão do espaço. Para realizar essas tarefas, se faz cada vez mais necessário a presença de dispositivos que realizam essas tarefas sem risco de vida e apresentam maior precisão ao desempenhar suas funções. A robótica é uma área multidisciplinar, ativa que busca o desenvolvimento e a integração de técnicas e algoritmos para a criação de robôs. Os robôs podem atuar em várias áreas: robôs que prestam serviços, como os desarmadores de bomba, robôs com a nobre finalidade da pesquisa científica e educacional e até mesmo os robôs operários, instalados em fábricas provocando alterações no modo de produção e fornecendo maior qualidade e segurança aos produtos. Desta forma, este projeto visa demonstrar um exemplo das possíveis atividades executadas por um braço robótico.

2   Detalhes Do Projeto

2.1 Estrutura Mecânica

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Base do braço

A estrutura mecânica do projeto foi desenvolvida utilizando-se de materiais como madeira MDF, aplicada na confecção da base e acrílico utilizado para as demais partes do braço e antebraço. A garra por sua vez é composta por material plástico.

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          Braço após primeiras montagens

Em sua estrutura estão fixados os servos motores, havendo cerca de cinco servos, posicionados nas regiões da base, Braço, Antebraço e garra, havendo dois servos para o acionamento do braço. O servo posicionado na região do antebraço apresenta engrenagem metálica, sendo este o modelo MG995, enquanto os demais apresentam engrenagem plástica, sendo o modelo SG5010.

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Braço após finalização

2.2 Esquema da garra

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A garra robótica utilizada apresenta as medidas compatíveis com o servo motor de modelo SG5010, o qual possui sua engrenagem composta por material plástico

2.3 Aplicações

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Este projeto foi desenvolvido visando a sua aplicação na simulação de uma linha de produção de alimentos, realizando a manipulação de um alimento especifico e atuando em conjunto com os demais braços robóticos desenvolvidos, sendo este um exemplo das mais diversas aplicações possíveis.

3 Esquema elétrico

O circuito elétrico foi desenvolvido tendo como base a plataforma Arduíno, sendo utilizada a versão Arduíno MEGA 2560.

O circuito atua de forma a utilizar potenciômetros para realizar o controle dos servos motores de acordo com a programação contida no Arduíno, estando o sinal destes ligados aos seus terminais analógicos. O circuito apresenta dois botões, onde o primeiro possuí a função de salvar uma determinada posição do braço de acordo com a vontade de seu manipulador e o segundo a função de iniciar uma sequência repetitiva executando os movimentos de acordo com as posições salvas anteriormente, sendo tal sequência executada sempre que um sensor infravermelho for acionado, estando o sinal de ambos os botões e sensor ligados a terminais digitais da placa.

O circuito recebe uma tensão de 5V sendo utilizado para realizar a alimentação dos servos, da placa Arduíno e estabelecer uma referência para os potenciômetros. Há ainda presente na ligação dos botões resistores em configuração Pull-Down conectados ao terra, para garantir que não haja sinal nos terminais 12 e 13 quando os botões não estiverem pressionados.

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O funcionamento de cada um dos servos motores se dará da seguinte forma, o primeiro servo será responsável por rotacionar a base, o segundo e o terceiro servo serão aqueles que irão movimentar o braço, havendo uma liberdade de 0° a 120° em seu movimento, o quarto servo deverá movimentar o antebraço, sendo este servo por sua vez composto por engrenagem metálica, pois devido ao peso presente na garra ao manipular algum objeto será necessário uma maior força aplicada a este servo, e por fim o quinto servo estará encarregado de realizar a abertura e fechamento da garra. Todos os servos motores se comportaram de acordo com o sinal provindo do Arduíno, estando todos conectados a terminais de PWM.