Robô bípede acionado com ligas de memória de forma.

• Autor(a) principal: VALENZUELA, Walter Andrés Vermehren.
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
• Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/9596
• topic: Ligas de Memória de Forma; Robô Bípede; Atuador Artificial; Atuadores Lineares; Plataforma Robótica Móvel Bípede; Estímulo Elétrico; Modelo de Transferência de Calor; Corrente Elétrica; Shape Memory Alloys; Biped Robot; Artificial Actuator; Linear Actuators; Biped Mobile Robotic Platform; Electrical Stimulation; Heat Transfer Model; Electric Current; Engenharia Elétrica

Neste trabalho de tese elabora-se um mecanismo na forma de uma plataforma robótica móvel bípede com seis graus de liberdade, composto por uma sucessão de elos rígidos interconectados por articulações, que permitem movimentos no espaço tridimensional, com a utilização de atuadores lineares composto de fios de ligas com memória de forma. Para atingir-se o objetivo foi modelado e simulado com êxito um sistema mecânico de locomoção bípede com três graus de liberdade para cada perna composta de coxa, perna e pé, com o centro de pressão situado em uma superfície de contato, entre o pé ou pés e o piso, locomovendo-se em um plano horizontal. A determinação da equação de movimento foi realizada usando as equações da dinâmica de Newton-Euler. Em seguida, avalia-se a utilização de atuadores de ligas com memória de forma com ação linear. Vislumbrando a possibilidade da aplicação em robótica móvel de atuadores com trajetórias lineares, na locomoção em distâncias que vão além do espaço de trabalho dos manipuladores fixos e em operações de manutenção e inspeção de processos por meio de sensores, em terrenos difíceis e não estruturados. Objetivando obter uma plataforma de peso reduzido, com atuadores de elevada relação força-peso, capaz de se adaptar às mudanças de situações, possuindo capacidades futuras de suplantar obstáculos, decidiu-se projetar uma plataforma bípede com a possibilidade de utilização de atuadores lineares. As ligas com memória de forma são materiais termomecânicos que possuem uma estrutura cristalina que pode assumir diferentes formas a distintas temperaturas, ou seja, deformando-se quando aquecidas e resfriadas. Possuem a capacidade de sofrer e recuperar-se de deformações relativamente grandes, se comparadas com outros materiais, podendo alcançar alterações na sua forma geométrica, em torno de 8 % do seu comprimento. Algumas de suas propriedades são a alta força alcançada em relação ao peso, pequeno tamanho e volume, bem como o seu baixo custo em relação aos atuadores convencionais, além de possuírem funcionamento silencioso. Neste trabalho, a análise da liga com memória de forma sob a ótica do estímulo elétrico permite modelar o comportamento de atuação básica do material, assim, possibilitando o cálculo energia necessária à atuação. O modelo de transferência de calor foi introduzido, relativo a aplicação do estímulo de corrente elétrica, para variar a temperatura do material. Apresentou-se em linhas gerais um projeto proposto de implementação da instrumentação eletrônica, que cumpre o objetivo estabelecido para esta tese. A completa implantação prática deste projeto, com certeza, se dará em trabalhos futuros.