Exportação concluída — 

Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Silveira, Iago Camargo
Orientador(a): Laranja, Rafael Antonio Comparsi
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Manipuladores robóticos
Motor de passo
Palavras-chave em Inglês:
Cylindrical robotic manipulator of five degrees of freedom
State feedback controller and integrator
Robot operated by stepper motors
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/182286
Resumo: Este trabalho contempla o projeto de um manipulador robótico cilindro atuado por motores de passo com cinco juntas de atuação. As etapas do projeto do robô, que tratam este estudo, foram divididas em: projeto mecânico; modelagem matemática; projeto do controlador; e simulações. O projeto mecânico apresenta uma proposta de configuração e dimensionamento mecânicos que supre a demanda exigida para a operação analisada. O modelo matemático apresenta as características elétricas e mecânicas do atuador e as características mecânicas do robô. O projeto de um controlador linear é realizado por meio da alocação dos polos do sistema em malha fechada através da realimentação dos estados de posição e de velocidade angulares do rotor unidos a um integrador do erro de posição angular. Para o primeiro grau de liberdade, por conta da variação do momento de inércia de massa associado a essa junta, um controlador com ganhos parametrizados foi projetado, no qual os ganhos são calculados baseado no modelo matemático relativo ao momento de inércia de massa associado a essa junta. Por meio de simulações computacionais, avaliou-se o projeto dos controladores no movimento ponto a ponto dos cinco eixos de atuação e a variação do momento de inércia de massa sobre a primeira junta. Os resultados dessas simulações mostraram que os controladores propostos cumprem com a dinâmica desejada nos cinco graus de liberdade do robô.
id URGS_cf3b03e8b8831d6526ce531fa1a20733
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/182286
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str
spelling Silveira, Iago CamargoLaranja, Rafael Antonio Comparsi2018-09-20T02:29:26Z2018http://hdl.handle.net/10183/182286001076207Este trabalho contempla o projeto de um manipulador robótico cilindro atuado por motores de passo com cinco juntas de atuação. As etapas do projeto do robô, que tratam este estudo, foram divididas em: projeto mecânico; modelagem matemática; projeto do controlador; e simulações. O projeto mecânico apresenta uma proposta de configuração e dimensionamento mecânicos que supre a demanda exigida para a operação analisada. O modelo matemático apresenta as características elétricas e mecânicas do atuador e as características mecânicas do robô. O projeto de um controlador linear é realizado por meio da alocação dos polos do sistema em malha fechada através da realimentação dos estados de posição e de velocidade angulares do rotor unidos a um integrador do erro de posição angular. Para o primeiro grau de liberdade, por conta da variação do momento de inércia de massa associado a essa junta, um controlador com ganhos parametrizados foi projetado, no qual os ganhos são calculados baseado no modelo matemático relativo ao momento de inércia de massa associado a essa junta. Por meio de simulações computacionais, avaliou-se o projeto dos controladores no movimento ponto a ponto dos cinco eixos de atuação e a variação do momento de inércia de massa sobre a primeira junta. Os resultados dessas simulações mostraram que os controladores propostos cumprem com a dinâmica desejada nos cinco graus de liberdade do robô.This work contemplates the design of a robotic manipulator, which is operated by a stepper motor with five actuation joints. The robot design steps were divided into: mechanical design; mathematical modeling; controller design; and simulations. The mechanical design presents a proposal of mechanical configuration and sizing that supplies the required demand for the analyzed operation. The mathematical model presents the electrical and mechanical characteristics of the actuator and the mechanical characteristics of the robot. The design of a linear controller is accomplished by allocating the poles of the closed loop system by states feedback of the position and angular speed of the rotor attached to an angular position error integrator. For the first degree of freedom, due to the variation of mass moment of inertia associated with this joint, a controller with parameterized gains was projected, in which the gains are calculated based on the mathematical model related to the mass moment of inertia associated to this joint. By means of computational simulations, we evaluated the design of the controllers in the point-to-point movement of the five actuation joints and the variation of the mass moment of inertia on the first joint. The results of these simulations showed that the proposed controllers comply with the desired dynamics in the robot’s five degrees of freedom.application/pdfporManipuladores robóticosMotor de passoCylindrical robotic manipulator of five degrees of freedomState feedback controller and integratorRobot operated by stepper motorsProjeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaPorto Alegre, BR-RS2018mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001076207.pdfTexto completoapplication/pdf2607114http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/1/001076207.pdf2c28842f434bfe6a07edc0ccc86c9fa2MD51TEXT001076207.pdf.txt001076207.pdf.txtExtracted Texttext/plain223780http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/2/001076207.pdf.txt153f2536e87d0dac1577d49b6b037aeaMD52THUMBNAIL001076207.pdf.jpg001076207.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1036http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/3/001076207.pdf.jpgd02bc4bde9212a5b6a5c65bf58899f01MD5310183/1822862018-10-05 07:54:46.993oai:www.lume.ufrgs.br:10183/182286Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-10-05T10:54:46Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
title Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
spellingShingle Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
Silveira, Iago Camargo
Manipuladores robóticos
Motor de passo
Cylindrical robotic manipulator of five degrees of freedom
State feedback controller and integrator
Robot operated by stepper motors
title_short Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
title_full Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
title_fullStr Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
title_full_unstemmed Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
title_sort Projeto de um manipulador robótico cilíndrico de cinco eixos atuado por motores de passo
author Silveira, Iago Camargo
author_facet Silveira, Iago Camargo
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Silveira, Iago Camargo
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Laranja, Rafael Antonio Comparsi
contributor_str_mv Laranja, Rafael Antonio Comparsi
dc.subject.por.fl_str_mv Manipuladores robóticos
Motor de passo
topic Manipuladores robóticos
Motor de passo
Cylindrical robotic manipulator of five degrees of freedom
State feedback controller and integrator
Robot operated by stepper motors
dc.subject.eng.fl_str_mv Cylindrical robotic manipulator of five degrees of freedom
State feedback controller and integrator
Robot operated by stepper motors
description Este trabalho contempla o projeto de um manipulador robótico cilindro atuado por motores de passo com cinco juntas de atuação. As etapas do projeto do robô, que tratam este estudo, foram divididas em: projeto mecânico; modelagem matemática; projeto do controlador; e simulações. O projeto mecânico apresenta uma proposta de configuração e dimensionamento mecânicos que supre a demanda exigida para a operação analisada. O modelo matemático apresenta as características elétricas e mecânicas do atuador e as características mecânicas do robô. O projeto de um controlador linear é realizado por meio da alocação dos polos do sistema em malha fechada através da realimentação dos estados de posição e de velocidade angulares do rotor unidos a um integrador do erro de posição angular. Para o primeiro grau de liberdade, por conta da variação do momento de inércia de massa associado a essa junta, um controlador com ganhos parametrizados foi projetado, no qual os ganhos são calculados baseado no modelo matemático relativo ao momento de inércia de massa associado a essa junta. Por meio de simulações computacionais, avaliou-se o projeto dos controladores no movimento ponto a ponto dos cinco eixos de atuação e a variação do momento de inércia de massa sobre a primeira junta. Os resultados dessas simulações mostraram que os controladores propostos cumprem com a dinâmica desejada nos cinco graus de liberdade do robô.
publishDate 2018
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-09-20T02:29:26Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2018
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/182286
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001076207
url http://hdl.handle.net/10183/182286
identifier_str_mv 001076207
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/1/001076207.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/2/001076207.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/182286/3/001076207.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 2c28842f434bfe6a07edc0ccc86c9fa2
153f2536e87d0dac1577d49b6b037aea
d02bc4bde9212a5b6a5c65bf58899f01
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1831316052650229760

Registros relacionados