Estudo da influência de diferentes parâmetros na tração de robôs cortadores de grama através da medição de força

Abstract

Este trabalho objetiva estudar robôs cortadores de grama, especificamente a força de tração influenciada por três parâmetros: o perfil da roda, o tipo de superfície e a inclinação da superfície. O método de planejamento de experimentos define o experimento, incluindo a ordem e as combinações de parâmetros, além de auxiliar na análise dos resultados. Para cada parâmetro são definidos os níveis máximo e mínimo de acordo com a utilização comum do produto. Para realizar os experimentos é construída uma bancada, incluindo equipamentos de medição contendo uma célula de carga e um sistema de aquisição de dados. Após calibração do sistema, as medições de força de tração são realizadas fornecendo dados de força em função do tempo. Com esses dados são gerados os gráficos, dos quais são extraídas a força média e máxima de cada experimento. Assim, é obtida a análise de efeitos padronizados que mostra o nível da influência de cada parâmentro: a inclinação com a maior influência, seguida do tipo de superfície e do perfil da roda. Além disso, os dados permitem definir o pior caso, para o qual os perfis de roda devem ser projetados: inclinação alta e baixa rugosidade de superfície.

This monography aims to study lawn mower robots, specifically the influence of three traction force parameters: the tire profile, the surface type and the inclination of the surface. The design of experiments method defines the experiment, including the order and combinations of parameters, besides helping with the analysis of the results. For each parameter, the maximum and minimum levels are defined according to the regular usage of the product. To carry out the experiments, a bench is built, including measuring equipment containing a load cell and a data acquisition system. With the calibrated system, tensile force measurements are performed providing force data as a function of time. With the data the graphs are generated, from which the average and maximum force of each experiment are extracted. This results in the analysis of standardized effects that show the influence of each parameter: The inclination with the biggest influence, followed by the type of surface and the wheel profile. In addition, the data allows to define the worst case, for which the wheel profiles should be designed: high inclination and small surface roughness.