Desenvolvimento de um manipulador para a inspeção de corpos submersos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nogueira, Rafael de Castro Martins
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27181
Resumo: Este trabalho aborda o processo de desenvolvimento de um manipulador industrial com topologia inspirada no Titan 4 da TechnipFMC, capaz de realizar inspeções submersas em seu ambiente de teste. Para desenvolver este manipulador foram necessários: o projeto, abordando os pré- requisitos mecânicos do manipulador; os motores definidos; a topologia do manipulador e o tanque no qual os corpos foram submersos. Fez-se necessário desenvolver uma estrutura de operação de manipulador, permitindo tanto sua operação por cinemática direta quanto por cinemática inversa. Utilizou-se o ROS para realizar a comunicação entre o controlador, os drivers e a operação. A fim de testar essa estrutura de operação do manipulador foi desenvolvida uma arena de testes no Vrep que simular o sistema real. Essa cena é utilizada em um momento posterior para validar a operação segura do manipulador. Após a validação, a sequência de pontos calculados pela cinemática inversa foi aplicada ao controlador, comandando o manipulador. Foi realizado um ensaio de repetibilidade sobre as juntas 1, 2 e 3 do manipulador a fim de avaliar sua capacidade de repetição de uma postura e voltar à sua posição de origem. Por fim, foram realizados também ensaios para avaliar se o manipulador opera adequadamente em ambiente submerso.
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Utilizou-se o ROS para realizar a comunicação entre o controlador, os drivers e a operação. A fim de testar essa estrutura de operação do manipulador foi desenvolvida uma arena de testes no Vrep que simular o sistema real. Essa cena é utilizada em um momento posterior para validar a operação segura do manipulador. Após a validação, a sequência de pontos calculados pela cinemática inversa foi aplicada ao controlador, comandando o manipulador. Foi realizado um ensaio de repetibilidade sobre as juntas 1, 2 e 3 do manipulador a fim de avaliar sua capacidade de repetição de uma postura e voltar à sua posição de origem. Por fim, foram realizados também ensaios para avaliar se o manipulador opera adequadamente em ambiente submerso.The efforts presented here approach development of an industrial real size manipulator, with a joint configuration inspired on the Titan 4 from TechnipFMC, capable of performing tasks to a submerged body. To develop this manipulator, a project was designed, based on the mechanical necessities, the predefined motors, the manipulator’s joint configuration and the reservoir to which bodied would be submerged. ROS was used to comunicate the controller, the drivers and the systems operation. An operating structure was developed that allowed the manipulator to operate in direct and inverse kinematic operation modes. To evaluate the operating structure, a testing scene was developed using Vrep to emulate the robotic arm, which was later adapted to validate secure manipulator operation. After validation, a sequence of precalculated joint space coordinates are sent periodically to the controller to command the manipulator. A repeatability test was executed on joints 1, 2 and 3 of the designed manipulator, to test its ability to repeat predetermined joint angles, and return safely to its origin. Finally an underwater test is performed to evaluate adequate operation in a submerged environment.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAISEngenharia ElétricaRobóticaManipuladores (Mecanismo)Robôs - Sistemas de controleCinemática das máquinas - AnálisesServomecanismosRoboticsManipulators (Mechanism)Robots - Control systemsMachinery, Kinematics of - AnalysisServomechanismsDesenvolvimento de um manipulador para a inspeção de corpos submersosDevelopment of a robotic manipulator for inspection of submerged bodiesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaOliveira, Andre Schneider dehttps://orcid.org/0000-0002-8295-366Xhttp://lattes.cnpq.br/4006878042502781Oliveira, Andre Schneider dehttps://orcid.org/0000-0002-8295-366Xhttp://lattes.cnpq.br/4006878042502781Cruz, Felipe Barreto Campelohttps://orcid.org/ 0000-0002-0226-1322http://lattes.cnpq.br/8630348977498378Simas, Henriquehttps://orcid.org/0000-0002-1858-541Xhttp://lattes.cnpq.br/9372295416729783http://lattes.cnpq.br/8466447572176319Nogueira, Rafael de Castro Martinsreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8908http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27181/2/license_rdf0175ea4a2d4caec4bbcc37e300941108MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27181/3/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD53ORIGINALmanipuladorinspecaocorpossubmersos.pdfapplication/pdf26166757http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27181/1/manipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf597ee19816b8d1d4ceddaf92e148582dMD51TEXTmanipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.txtmanipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.txtExtracted texttext/plain155238http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27181/4/manipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.txt28165ee5e16dd85eda1374da68f14eebMD54THUMBNAILmanipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.jpgmanipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1237http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/27181/5/manipuladorinspecaocorpossubmersos.pdf.jpg911b1d92c7f8c392d17edcef905c5ce4MD551/271812022-02-18 04:05:48.515oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2022-02-18T06:05:48Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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