Fundamentos de Robótica

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Classificação dos robôs

Robôs podem ser classificados utilizando vários critérios tais como: autonomia do sistema de controle, mobilidade da base, estrutura cinemática, forma de acionamento, graus de liberdade, geometria do espaço de trabalho, etc.

Classificacao

Classificação segundo a autonomia do sistema de controle

Dispositivo mecatrônico teleoperado: onde um operador humano controla cada um dos seus atuadores (ou graus de liberdade).

manipulador teleoperado
veículo teleoperado

Robô: deve ser programável (utilizando um sistema de controle), deve ser autônomo (para realizar uma tarefa) e, deve movimentar uma peça ou ferramenta (utilizando seus graus de liberdade).

Classificação segundo a mobilidade da base

robôs fixos: seriais e paralelos
robôs móveis (ou AGV): terrestres, aéreos e aquáticos

RoboHumanoide

Robo6rodas

Robô móvel humanoide

Robô móvel com rodas

Classificação segundo a estrutura cinemática

Paralelos (ou robôs de cadeia cinemática fechada): classificado segundo o número de graus de liberdade (GdL), normalmente de 3 a 6 GdL.
Seriais (ou robôs de cadeia cinemática aberta): cartesiano, cilíndrico, esférico, articulado, SCARA

Robôs Seriais:


Estrutura de um robô cartesiano	Estrutura de um robô cilíndrico


Estrutura de um robô esférico	Estrutura de um robô articulado

Scara

Estrutura de um robô SCARA (selective compliance assembly robot arm).

Robôs Paralelos:

Robôs paralelos de 3 GdL (Graus de Liberdade), tais como Delta (por ex.: ABB IRB 340), Tricept (por ex., ABB IRB 940, Comau HP1) e orthoglide.


Delta	Tricept	Orthoglide

Robô paralelo de 4 GdL, por ex.: Adept Quattro.

Adept4

Robô paralelo de 5 GdL.

Paralelo5GdL

Robôs paralelos de 6 GdL


Plataforma Steward (1965)	Plataforma Gough (1956)

veja o vídeo de um simulador de Plataforma Steward em operação (1Mb)

Classificação segundo o número de graus de liberdade

Robôs de propósito geral (com 6 GdL), já que conseguem atingir qualquer posição e orientação no espaço de trabalho.
Robôs redundantes (possuem mais de 6 GdL), por ex. quando têm articulações adicionais, especialmente utilizados para alcançar locais de difícil acesso contornando obstáculos. Robôs fixos colocados sobre trilhos formam outro caso de robôs redundantes.
Robôs limitados possuem menos de 6 GdL, por ex. o robô SCARA, que geralmente possui 4 GdL.

Premissa: para posicionar uma ferramenta no espaço são necessários 6 GdL, isto é, três coordenadas no espaço para definir a posição e mais três ângulos de rotação para definir a orientação; entende-se então que são necessários robôs com 6 GdL para atingir qualquer posição e orientação.

Classificação segundo o tipo de acionamento

Elétricos,
Pneumáticos,
Hidráulicos.

Características de motores eletricos para servo-sistemas.

Motor	Pot.	ω máx.	Faixa de ω	Torque/vol.	η %	custo	controle		manut.
Motor	Pot.	ω máx.	Faixa de ω	Torque/vol.	η %	custo	cap.	custo	manut.
CC – comutado	Baixa	Média	Alta	Médio	Média	Baixo	alto	Baixo	Alto
CC – brushless	M/B	Alta	Média	Alto	Alta	Médio	Médio	Médio	Baixo
CA – gaiola	M/A	Média	M/B	Médio	Média	Baixo	Médio	Alto	Baixo
CA – relutância	M/B	Alta	M/A	Médio	Baixa	Baixo	Médio	Médio	Baixo
CA – imã perman.	M/B	Média	Alta	Alto	Alta	Alto	Alto	Médio	Baixo
De passo	Baixa	Baixa	–	Alto	–	Alto	Alto	Baixo	Baixo

Referências

Fundamentos de Robótica: manipuladores e robôs móveis
Luis A.M. Riascos
Ed. Pleiade, São Paulo, 2010, ISBN 978-85-7651-158-8