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
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FIM
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