Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/135236
Author(s): Marco António Mendonça Rocha
Title: Articulação Modular para Braços Robóticos
Issue Date: 2021-07-16
Abstract: The variety of processes to be automated in industry represents a wide range of options. So, robotic arms must be as flexible as possible in terms of their configuration. Consequently, the modular joints allow to easily configure a robotic arm with the desired characteristics for a given process. That is, a robotic arm can be built with as many joints as the number of degrees of freedom wanted, and physical connections can be placed between the joints in order to constitute the manipulator. Consequently, this work consists on the development of a modular joint for robotic arms with the following characteristics: compact, low cost, easily reconfigurable, with low backlash and with speed and position control incorporated. Thus, after a study of the different types of gearboxes, we opted for the use of a compound planetary gearbox, as it allows to obtain a high reduction ratio without dramatically increasing backlash. Additionally, in relation to the motor, it was used a brushed DC, which contributes to the low final cost of the joint. An ATmega328P microcontroller is incorporated into this joint, where the joint position and speed control algorithms are executed. In order to make it possible to carry out the control safely, this joint has the following sensors: voltage, current, temperature, absolute magnetic encoder, and Hall sensor for "Home Position". This joint also has communication to receive external commands for position and speed control.
Description: A variedade de processos a automatizar na indústria representa um vasto leque de opções, desta forma, os braços robóticos têm de apresentar a maior flexibilidade possível relativamente à sua configuração. Consequentemente, as articulações modulares permitem que facilmente se configure um braço robótico com as características pretendidas para um dado processo. Ou seja, usa-se tantas articulações quanto o número de graus de liberdade que se pretende, e coloca-se ligações físicas entre as articulações de forma a constituir o manipulador. Consequentemente, este trabalho consiste no desenvolvimento de uma articulação modular para braços robóticos com as seguintes características: compacta, de baixo custo, facilmente reconfigurável, com baixo backlash e com controlo em velocidade e posição incorporado. Desta forma, após um estudo dos diferentes tipos de caixas redutoras optou-se pelo uso de uma caixa redutora planetária composta, dado que permite obter uma razão de redução elevada sem aumentar o backlash drasticamente. Adicionalmente, relativamente ao motor, usou-se um DC escovado, que contribui para o baixo custo final da articulação. Nesta articulação encontra-se incorporado um microcontrolador ATmega328P onde são executados os algoritmos de controlo de posição e velocidade da articulação. De forma a que seja possível realizar o controlo de forma segura, esta articulação possui os seguintes sensores: tensão, corrente, temperatura, encoder magnético absoluto, e sensor de Hall para "Home Position". Esta articulação também possui comunicação para receber comandos externos para controlo de posição e velocidade.
Subject: Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
DOI: 10.34626/qvy4-4y54
TID identifier: 202822923
URI: https://hdl.handle.net/10216/135236
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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