Projeto de atuadores para robô do tipo Snake

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto de atuadores para um robô do tipo snake que será utilizado para direcionar o efetuador em um outro robô utilizado para desobstrução de dutos de petróleo. O trabalho contempla a calibração de uma célula de carga para medir tensões no movimento de um robô snake, escolha de atuadores realizando uma comparação entre os modelos elétricos e modelos com princípio baseado em ligas com memória de forma (Shape Memory Alloy - SMA), escolha da bateria mais adequada para a aplicação, escolha de drivers para acionamento dos motores, circuitos reguladores de tensão e microcontroladores. Há também a criação de um sistema para adquirir dados de velocidade para obtenção da função de transferência de um processo a partir do método de resposta ao salto e no final temos a comparação entre os métodos de controle bang-bang e Proporcional Integral Derivativo (PID) utilizados para controlar este processo. O trabalho resultou na correta medição de tensões, velocidades e posição. Resultou também na escolha dos componentes adequados para o acionamento do robô e em dois algoritmos de controle capazes de movimentarem um motor até a posição desejada para posteriormente serem implementados no robô snake

This work presents a solution of actuators for a snake robot that will be used to direct an end-effector to another robot used to unblock oil pipelines. The work contemplates the fine tuning of a load cell to gauge forces during the movement of a snake robot, the comparison and selection between electric actuators and shape memory alloy’s (SMA) actuators. Additionally, the selection of the most suitable battery to power the system autonomously, selection of motor drivers, the implementation of voltage step-down circuits and thew incorporation of microcontrollers into the system architecture are considered. This study also presents the creation of a system to sample velocity data in order to obtain the transfer function of a process. Lastly, the control methods bang-bang and Proportional Integral Derivative (PID) are developed to control this process. This work resulted in the measurement of forces to maneuver the motor to the designated target position. Velocities and position were measured too and the selection of adequate components. These advancements set stage for future implementations