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Dissertação

{en_GB=3-Dimensional Soft Magnetic Tactile Sensors for the Human-Friendly Robot Vizzy} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=O trabalho desta tese foca-se num design de sensor táctil macio e com base magnética. Um sensor de campo magnético a 3 dimensões em conjunto com um íman permanente colocado em um elastómero suave criam um sensor táctil capaz de um contacto seguro com o meio, enquanto detecta forças normais e de cisalhamento. Os sensores foram projetados para ser implementados no robô humanóide Vizzy. Os principais componentes do sensor táctil foram produzidos e montados, sendo apresentada uma descrição detalhada dos métodos utilizados. Usando um sensor de efeito de Hall como mecanismo transdutor, os sensores tácteis foram implementados nos dedos do robô. Os testes de caracterização revelaram medições precisas das forças normais e de cisalhamento. Forças mínimas de 7.2 mN foram detectadas. Experiências envolvendo a manipulação de objectos reais apresentaram resultados encorajadores quanto à deteçcão das forças envolvidas. Com o objectivo de melhorar o sensor táctil, sensores magneteresistivos são propostos como substitutos, devido às vantagens desta tecnologia, especialmente devido à sua alta sensibilidade e pequenas dimensões. Os sensores magnetoresistivos são produzidos e caracterizados nas instalações do INESC-MN, sendo os métodos e resultados descritos em detalhe ao longo deste documento. São realizados os primeiros passos da implementação no robô e é apresentada uma discussão sobre o trabalho futuro de modo a integrar estes sensores. Uma simulação do sensor táctil é apresentada com o objetivo de melhorar as propriedades do sistema. É feita a comparação entre os dados simulados e experimentais e são apresentados resultados simulados de possíveis melhorias ao sensor., en=The work of this thesis focuses on a soft, magnetic based, design for tactile sensors. A 3-Dimensional magnetic field sensor together with a permanent magnet placed in a soft elastomer creates a tactile sensor capable of a safe contact with the environment while detecting both normal and shear forces. The sensors were designed to be implemented in the humanoid robot Vizzy. The main components of the tactile sensor were produced and mounted, with detailed description of the methods used. Using a Hall-effect sensor as transducer mechanism, the tactile sensors were successfully implemented on the fingers of the humanoid robot. The characterization tests revealed accurate measurements of both normal and shear forces, and minimum forces of 7.2 mN were detected. Also, real world object manipulation experiments were conducted. These showed proper detection of the forces involved with encouraging results. In view of improving the system, magnetoresistive sensors are proposed as a replacement of the Hall-effect sensors, due to this technology advantages, especially in terms of small dimensions and high sensitivity. Magnetoresistive sensors are produced and characterized in INESC-MN facilities, with the methods and results described during this thesis. First steps for implementation in the robot are made and described, and conclusions about the future ones needed to fully integrate them on the system are presented. A simulation of the tactile system is presented, with the objective of further improvement to the system design. Comparison between simulated and experimental data is made as some examples of simulated improvement.}
Keywords: {pt=Sensor táctil, Efeito de Hall, Magnetoresistividade, Robótica, Sensibilidade 3D, en=Tactile Sensor, Hall-effect, Magnetoresistive, Robotics, 3D Sensing}

Discussão: novembro 8, 2016, 14:0