Desenvolvimento de manipulador e garra robótica destinados à recolha de frutos em aplicações agrícolas

• Autor(a) principal: Tavares, Nuno Miguel da Silva
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/11992
• topic: Agricultura; Braço Robótico Cartesiano; Garra Robótica; Impressão 3d; Recolha de Frutos; Robótica; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Eletromecânica

Cada vez mais a agricultura carece de mão-de-obra, devido ao êxodo das zonas rurais para as zonas urbanas, aliada a um crescente envelhecimento da população mundial. Como o setor agrícola é fundamental à subsistência de todos, não pode parar, a introdução da robótica em determinadas atividades como a colheita de frutos, controlo de infestantes, monitorização, poda, pulverização, manuseamento de solos, navegação autónoma, entre outras, é vista como um contributo da tecnologia a este setor. Na presente dissertação apresenta-se o dimensionamento assim como todas as fases de construção de uma garra robótica desenvolvida para a recolha de frutos caídos no chão de um pomar. Esta atividade visa contribuir para a redução da perda alimentar por via da economia circular, podendo estes frutos caídos serem usados para alimentação animal. Por outro lado, a sua recuperação reduz a potencial carga microbiana e de insetos, e consequentemente nas doenças e pragas que podem ter origem nessa perda, na campanha seguinte. O protótipo foi projetado para ser acoplado ao manipulador cartesiano da plataforma robótica, o que requereu uma análise ao envelope de trabalho do manipulador a fim de determinar os requisitos dimensionais máximos da garra. Mediante os vários aspetos recolhidos sobre as várias garras robóticas expostas na revisão bibliográfica, foi elaborada uma matriz de decisão, de forma avaliar quais as especificações técnicas mais relevantes para a garra robótica. A garra foi modelada tridimensionalmente por via de desenho assistido por computador que permitiu gerar o modelo destinado à impressão 3D por deposição de material fundido, neste caso PLA, utilizada na construção do protótipo. O controlo e comando da garra residiu num microcontrolador da família Arduino, no qual se encontravam ligados os sensores relativos aos limites do envelope de trabalho, pinos de comando do movimento, e os servos motores e motores DC que procederam à movimentação da garra. Foram realizados ensaios experimentais para avaliar o desempenho da garra na recolha de frutos, dependendo da inclinação da plataforma robótica, em duas posições de recolha de frutos (central e lateral). Face aos resultados obtidos, verifica-se que a garra desenvolvida cumpre os objetivos para os quais foi desenvolvida.