Dissertação

Design and experiments on a continuous deformation soft manipulator module EVALUATED

Neste trabalho desenvolveu-se e testou-se um manipulador macio com uma estrutura com resistência torsional que permite resistir a cargas excêntricas. Começou-se por projetar e desenvolver um manipulador com uma geometria de "wave spring" que permite um aumento da rigidez torsional enquanto mantém a sua capacidade de extensão e compressão. O valor do número de ondas por nível foi obtido a partir de uma análise de elementos finitos estática e dinâmica. Após a definição dos parâmetros os elementos foram modelados e impressos em 3D usando filamentos rígidos e flexíveis. Foram realizados vários testes experimentais, num primeiro teste foi obtido o espaço de ação 2D, num segundo conjunto de testes foi avaliada a repetibilidade do manipulador. Por fim foram realizados testes estáticos e dinâmicos com diferentes cargas. Finalmente foram aplicados aos modelos obtidos a partir do treino de redes neuronais três trajetórias. Os modelos podem ser divididos em: modelos treinados com um número variado de dados do modelo teórico; modelos também treinados com um número variado de dados mas recolhidos do manipulador; e modelos treinados com a totalidade dos dados do manipulador no entanto com um número variado de neurónios. Este estudo permitiu concluir que é possível projetar uma estrutura para um robô contínuo macio (soft) de forma a maximizar a rigidez associada à torção, sem sacrificar significativamente os graus de liberdade que se pretendem complacentes. Também se demonstrou que é possível a um robô contínuo realizar manipulação "off-axis" com um valor de carga útil interessante do ponto de vista prático.
Robôs Macios, Robôs contínuos, Mola ondulada, Manufatura aditiva, Redes neuronais

janeiro 26, 2021, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Carlos Prata dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar