MAXIMIZAÇ Ã O DO VOLUME DO ESPAÇ O DE TRABALHO DE MANIPULADORES 3R

Paulo R. Bergamaschi¹; Antônio C. Nogueira²; Sezimá ria F. Pereira Saramago²

¹ Universidade Federal de Goiás; ² UFU

Resumo

O objetivo deste trabalho é maximizar o volume do espaço de trabalho de robôs manipuladores com três juntas rotacionais (3R), considerando as características do seu espaço de trabalho. A forma deste espaço de trabalho depende da arquitetura e das dimensõ es dos membros do robô. Assim, os parâ metros que definem estas dimensõ es devem ser determinados para que o volume máximo seja obtido. O conhecimento correto da fronteira do espaço de trabalho, que é uma envoltória ou parte dela, permite exatidão no cálculo do volume deste espaço de trabalho, sendo de grande importâ ncia por causa do impacto sobre o projeto do manipulador, o posicionamento do manipulador no ambiente de trabalho e a destreza do mesmo. Muitas vezes, o espaço de trabalho pode conter buracos (holes) e vazios (voids), que são regiõ es não atingíveis pelo efetuador do manipulador. A presença de vazios e singularidades acrescenta grandes dificuldades à formulação algé brica de um modelo matemático preciso para o cálculo do volume do espaço de trabalho. Neste trabalho é formulado um problema de otimização que visa maximizar o espaço de trabalho do robô, obtendo-se assim as dimensõ es ótimas do robô. Assim, propõ e-se uma função objetivo que maximiza este volume e restriçõ es para obter as dimensõ es do manipulador dentro de valores práticos. Restriçõ es adicionais são impostas a fim de minimizar o vazio e controlar a área total em relação à área do retâ ngulo dado pelos limites do espaço de trabalho. Para a solução do problema de otimização são aplicadas té cnicas seqüenciais. Um exemplo numérico é apresentado para validar a metodologia proposta.

Palavras-chave: Robótica; projeto de manipulador; espaço de trabalho; otimização; envoltória