Projeto Ótimo De Manipuladores 3r Considerando Seu Volume De Trabalho

Abstract

O objetivo deste trabalho é o projeto ótimo de robôs manipuladores com três
juntas rotacionais (3R), considerando as características do seu espaço de trabalho.
Movimentar objetos no espaço é uma tarefa comum à maioria dos robôs manipuladores,
assim, o estudo do seu espaço de trabalho é de grande interesse de um ponto de vista teórico
e prático, sendo uma característica fundamental para o estudo cinemático e o seu projeto
dimensional. A capacidade de um robô desenvolver uma determinada tarefa depende da sua
arquitetura e da dimensão de seus membros, assim como da posição que ele assume no
ambiente de trabalho. Estas características devem ser observadas na fase de projeto dos
manipuladores robóticos. Muitas vezes, o espaço de trabalho pode conter buracos (holes) e
vazios (voids), que são regiões não atingíveis pelo efetuador do manipulador. O
conhecimento correto da fronteira do espaço de trabalho, permite exatidão no cálculo do
volume deste espaço de trabalho, sendo de grande importância por causa do impacto sobre o
projeto do manipulador, o posicionamento do manipulador no ambiente de trabalho e a
destreza do mesmo. Neste trabalho é formulado um problema de otimização que visa obter as
dimensões ótimas do robô considerando o volume do seu espaço de trabalho. Assim, propõese
uma função objetivo que maximiza este volume e restrições para obter as dimensões do
manipulador dentro de valores práticos. Para a solução do problema de otimização são
aplicadas técnicas seqüenciais. Exemplos numéricos são apresentados para validar a
metodologia proposta.