Modelagem modular e controle alternativo de um mecanismo paralelo com redundância de atuação.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Rinaldi, Decio de Moura
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Actuation redundancy; Control; Controle de malha aberta; Experimental tests; Mecatrônica; Parallel mechanism; Robôs paralelos; Singularidades; Singularities
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-08072025-140350/

Dentre as vantagens dos mecanismos paralelos com redundância de atuação podem ser mencionadas a elevada robustez operacional, a viabilidade do emprego de atuadores com potência reduzida, além do aumento da capacidade de carga do mecanismo. Este trabalho trata do desenvolvimento de uma abordagem de modelagem modular para mecanismos paralelos com redundância de atuação e sua aplicação ao mecanismo 2RRR + RR. Tal desenvolvimento busca uma metodologia sistemática, compacta e implícita de modo a se tornar adequada para a implementação computacional. Além disso, esta investigação também propõe um controle de trajetória para um mecanismo paralelo com redundância de atuação, caracterizado pela sua simplicidade e eficácia com respeito à implementação e acurácia, respectivamente, juntamente com a capacidade de superar singularidades do tipo II, alcançando uma ampla região do espaço de trabalho disponível. Para tanto, uma bancada de ensaios experimentais é construída com três sistemas principais, sendo que a localização do efetuador é diretamente determinada. Em relação ao planejamento de movimento, alguns índices são propostos, com o auxílio da Metodologia Modular de Modelagem, para selecionar os modos de atuação não redundantes apropriados que podem alcançar desempenhos comparáveis aos redundantes. Resultados experimentais evidenciaram uma boa correlação entre esses índices e o erro de rastreamento de trajetória. Para o caminho mais longo, os valores médio e máximo dessa métrica para um modo de atuação não redundante foram 20% menores do que para o modo redundante. Por fim, outros dois conjuntos de ensaios experimentais verificaram que o controle proposto tem a capacidade de comutar entre modos de atuação e de superar singularidades do tipo II.