ROBOTABLE Estudos Funcionais de uma Plataforma para um Sistema Robótico Humanóide Autores: Luís Rêgo Renato Barbosa Orientadores: Prof. Vítor Santos Prof. Filipe Teixeira Dias Disciplina de Projecto 2003/2004 INTRODUÇÃO O que é um sistema robótico humanóide? Sistema autónomo antropomórfico Porquê um empreendimento desta natureza? Sonho inato do engenho humano Desafio devido à elevada complexidade Pioneiro em Portugal Participação futura num evento mundial de robótica, ROBOCUP Disciplina de Projecto 2003/2004 OBJECTIVOS Levantamento Definição das soluções existentes de modelos geométricos e cinemáticos Concepção e construção da estrutura mecânica da plataforma Estudo de padrões cinemáticos de movimentação para acções específicas. Disciplina de Projecto 2003/2004 Graus de Liberdade e Arranjos Cinemáticos Movimento Humano Soluções Existentes Disciplina de Projecto 2003/2004 Dimensões das Pernas Regras do ROBOCUP Dados Antropométricos Disciplina de Projecto 2003/2004 Protótipos Desenvolvidos Protótipo 2D Medição dos ângulos de junta Protótipo 3D Simulação e observação dos movimentos das juntas Disciplina de Projecto 2003/2004 Selecção dos Materiais Peso reduzido da plataforma Garantia de resistência dos componentes Elo Casquilhos Mecanismos de transmissão Disciplina de Projecto 2003/2004 Análise Estrutural de um Elo Características do Elo Placas de 2mm de espessura Veios de ligação com 6mm de diâmetro Nylon (ERTALYTE) Esforços Peso do robot Momentos exercidos nos elos Disciplina de Projecto 2003/2004 Simulação Estática Abordagem ao Problema Cinemática directa das pernas segundo Denavit-Hatenberg Ângulos de junta q1L = [ -30 ; 30 ] q2L = [ -20 ; 45 ] q3L = [ 0 ; 90 ] q4L = [ -20 ; 40 ] q5L = [ -30 ; 30 ] Limitação das coordenadas centro de massa Binários exercidos nas juntas Disciplina de Projecto 2003/2004 Simulação Estática Binários Máximos (N.m) Perna apoiada no chão (Cursos Máximos) t1L t2L t3L t4L t5L 10,5 6,5 8,3 3,6 5,0 Perna apoiada no chão (Cursos Pequenos) t1L 1,2 t2L 0,85 t3L 1,0 t4L 0,6 t5L 0,9 t1R t2R t3R t4R t5R 0,05 0,1 0,25 0,4 0,5 Perna no ar Disciplina de Projecto 2003/2004 Projecto das Pernas Junta Rotacional Movimento relativo dos elos é rotacional Junta Universal Dois movimentos rotacionais ortogonais Junta Esférica Três movimentos rotacionais ortogonais Disciplina de Projecto 2003/2004 Q4 03 ID Inicio Final Duração 1 Pesquisa Bibliográfica e Levantamento de Soluções Existentes 24-09-2003 14-05-2004 33,6w 2 Definir Graus de Liberdade Nome da Tarefa 27-10-2003 27-10-2003 0w 3 Cinemática directa de uma Perna 03-10-2003 24-10-2003 3,2w Oct Tarefas Futuras Projecto das pernas Concluir os dimensionamentos Simulação dinâmica Desenhos de fabrico Estudos 4 Análise Estática em MatLab dos Momentos. 17-10-2003 28-11-2003 5 Desenvolvimento de dois Protótipos. 21-11-2003 28-11-2003 1,2w 6 Projecto e Análise Estrutural em CATIA, de um Elo. 28-11-2003 27-02-2004 13,2w 7 Simulação Estática em MatLab das Duas Pernas. 05-12-2003 17-12-2003 1,8w 8 Projecto de Juntas: Universal, Rotacional e Esférica. 05-12-2003 18-02-2004 10,8w Nov Q1 04 Dec Jan 6,2w 9 Relatório de Progresso 17-12-2003 17-12-2003 0w 10 Estudo e Selecção dos Materiais. 17-12-2003 27-02-2004 10,6w 11 Apresentação Intermédia 20-02-2004 20-02-2004 0w 12 Projecto do Sistema Pernas - Anca. 20-02-2004 05-03-2004 2,2w 13 Dimensionamento e Toleranciamento dos Componentes Mecânicos. 30-01-2004 05-03-2004 5,2w 14 Obtenção de Orçamentos. 06-02-2004 05-03-2004 4,2w 15 Obtenção dos Componentes 05-03-2004 05-03-2004 0w 16 Construção e Montagem dos Componentes Mecânicos do Robot. 12-03-2004 02-04-2004 3,2w 17 Afinação dos Componentes Mecânicos do Robot. 02-04-2004 09-04-2004 1,2w 18 Fim de Montagem e Afinação 09-04-2004 09-04-2004 0w 6,2w 19 Desenvolver Padrões de Movimentação de Juntas. 09-04-2004 21-05-2004 20 Fim dos Estudos de Movimentação 21-05-2004 21-05-2004 0w 21 Elaborar o Relatório Final, Relatório Síntese e a Apresentação Final. 21-05-2004 18-06-2004 4,2w de movimentação Construção Integração e montagem final das pernas Disciplina de Projecto 2003/2004 Feb Q2 04 Mar Apr May Jun AGRADECIMENTOS Prof. Vítor Santos Prof. Filipe Teixeira Dias Prof. Filipe Silva (Dep. Electrónica e Telecomunicações) Eng. António Festas Prof. Alfredo Balacó de Morais Prof. José Simões Prof. Queiroz de Melo Prof. Filipe Oliveira (Dep. Cerâmica e Vidro) A Todos os Nossos Colegas Disciplina de Projecto 2003/2004 FIM Disciplina de Projecto 2003/2004