Simulação de manipuladores robóticos hidráulicos incluindo dinâmica dos atuadores

Abstract

No presente trabalho é obtido um modelo para a dinâmica direta de um manipulador robótico acionado hidraulicamente. O modelo obtido é composto por um subsistema mecânico e um subsistema hidráulico. O subsistema mecânico é composto pelo modelo dinâmico de um manipulador serial e a parcela mecânica correspondente aos atuadores. Para o subsistema hidráulico é obtido um modelo não linear de 4ª ordem, posteriormente esse modelo é linearizado. A relação entre os dois subsistemas é dada por uma matriz que considera os parâmetros geométricos da transmissão mecânica. As simulações são realizadas em ambiente Matlab/Simulink com o auxílio do Robotics toolbox desenvolvido pelo Prof. Peter Corke, uma ferramenta muito difundida no ensino de Robótica em todo o mundo. O modelo linearizado do subsistema hidráulico apresentou resultados satisfatórios em conjunto com o subsistema mecânico.

In this paper, the direct dynamics of a robotic manipulator with hydraulic drives is modeled. The obtained model is composed by a mechanical subsystem and a hydraulic subsystem. The mechanical subsystem is given by the dynamic model of a serial manipulator and the mechanical portion of the actuators. In the case of the hydraulic subsystem, a non-linear model of 4th order is obtained and then this model linearized. The relationship between the two subsystems is given by a matrix based on geometric parameters of the mechanical transmission. The simulations are performed in Matlab/Simulink with support of the Robotics toolbox developed by Prof. Peter Corke, which is a worldwide-known didactic tool for teaching robotics. The model composed by the mechanical subsystem and the linearized model of the hydraulic subsystem presented satisfactory results.