Robôs podem ser diferenciados pelo seu tamanho, pelo material que são construídos, pela forma que são montados, pelos atuadores que usam (motores e transmissão), pelos tipos de sensores que possuem, pela forma de locomoção e pelo seu sistema de processamento (Arkin, 1998).

A robótica é uma ciência que conjuga conhecimentos de engenharia mecânica, incluindo a estática, a dinâmica e a descrição do movimento no espaço, de engenharia eletrônica com o projeto de sensores e interfaces para os robôs, da teoria de controle com o projeto de algoritmos para que o robô realize os
movimentos desejados e ainda da informática com a programação de todos os algoritmos desenvolvidos, de forma a realizar a tarefa desejada (Robotica2005, 2005).

Para o desenvolvimento da plataforma robótica MNerim foi necessário uma extensa pesquisa em todas essas áreas de conhecimento que está documentada na dissertação de mestrado disponível na área de download. A figura a seguir ilustra as tecnologias estudas a partir dos blocos que estão agrupados de acordo com os domínios de conhecimento(cor de fundo). Os blocos em destaque representam as tecnologias que foram implementadas na versão inicial da plataforma.


Para o desenvolvimento da plataforma robótica MNerim foi necessário uma extensa pesquisa em todas essas áreas de conhecimento que está documentada na dissertação de mestrado disponível na área de download. A figura a seguir ilustra as tecnologias estudas a partir dos blocos que estão agrupados de acordo com os domínios de conhecimento(cor de fundo). Os blocos em destaque representam as tecnologias que foram implementadas na versão inicial da plataforma.

O robô bípede em questão possui 320 mm de altura e pesa 1200 gramas, distribuídos da seguinte forma:

duas pernas fabricadas com barras de alumínio, com 150 mm de comprimento e com uma junta central;

dois pés;

uma cintura;

um corpo com proteção a choques físicos, alojado na parte superior da cintura, que abriga as placas de circuito eletrônico e as baterias do sistema eletrônico de processamento;

uma barra com 130 mm de altura que aloja as baterias que alimentam o sistema de potência dos motores e ainda atuam como um pêndulo invertido, que permite o deslocamento do centro de massa do robô no sentido transversal.

Uma apresentação virtual do sistema físico do robô pode ser visualizada na figura aseguir:


Dois servo-motores CS-35 disponibilizados pelo fabricante Hobicco (Hobbico,2006) são os atuadores das juntas centrais das pernas (joelho). Cinco
servo-motores CS-70 disponibilizados pelo mesmo fabricante estão distribuídos em cada pé, nas ancas e na base da barra pêndulo respectivamente.

O robô ainda conta com quatro sensores de contato (2 em cada pé) que disponibilizam informações referentes ao contato dos pés com o solo; três giroscópios (sensor que mede a aceleração angular em um eixo) modelo ADXRS150 (ADXRS150, 2004) da marca Analog Devices fixados estrategicamente de forma ortogonal (fazendo em conjunto a leitura do giro em três eixos ortogonais) e três acelerômetros ADXL202E (ADXL202E, 2000) (sensor que mede a aceleração linear) do mesmo fabricante. As informações disponibilizadas por esses sensores permitem que o sistema de processamento meça a inclinação do sistema de referência vinculado ao quadril, ponto de equilíbrio, velocidade, dentre outras.

Todas as informações dos sensores além de estarem disponibilizadas ao sistema de processamento embarcado no robô podem ser adquiridas por qualquer dispositivo eletrônico (computador, palm, telefone celular) que esteja habilitado com a tecnologia Blue Tooth® (BlueTooth, 2006) a uma distância de até 100 metros. Para isso, dois sistemas de comunicação BlueTooth® estão instalados no robô sendo um exclusivo para envio das informações dos sensores e um para
comunicação do sistema embarcado em dois sentidos (FullDuplex) permitindo recebimento de comandos, download de programas (algoritmos de inteligência artificial, sistemas de controle, etc), envio de informações relevantes ou ainda comandos para acionamento de dispositivos eletrônicos externos. Para execução de todo o processamento o robô utiliza um micro-controlador com a arquitetura
ARM7® (Arm7, 2006) da marca Philips® modelo LPC2214 (LPC2214, 2006) e
um micro-controlador da arquitetura PIC® do fabricante Microchip®
modelo PIC16F88 (PIC, 2005) dedicado às conversões analógicas-digitais dos sensores e envio desses dados.

Para autonomia energética do sistema duas baterias recarregáveis de Níquel Cádmio de 3.6 V 300mAh da marca GP alimentam os sistemas eletrônico e de processamento; quatro baterias que possuem a tecnologia Litio Íon fornecem 3,6 v e 1400 mAh cada uma aos motores.


 

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Dissertação de Mestrado

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