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Universidade de Aveiro Departamento de Engenharia Mecânica Projecto de Automação Scanner 3D para Aplicações em Modelação e Navegação Autor: Miguel Dias.

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1 Universidade de Aveiro Departamento de Engenharia Mecânica Projecto de Automação Scanner 3D para Aplicações em Modelação e Navegação Autor: Miguel Dias Orientador: Prof. Dr. Vítor Santos

2 Objectivos Concepção e implementação de um sistema de percepção 3D com base num sensor 2D; Desenvolvimento da estrutura mecânica adequada; Selecção e implementação de uma interface standard de comando (RS232, USB, ou outra); Concepção da unidade de controlo (hardware/software) do sistema; Estudo da influência da dinâmica do movimento sobre desempenho do sensor original; Desenvolvimento de software base para aquisição 3D.

3 Introdução Como é que se realiza a concepção e implementação de um sistema de percepção 3D com base num sensor 2D? Varrimento num plano

4 Como chegar à 3 dimensão? Aquisição linearAquisição rotacional

5 Laser Sick LMS (modelo indoor) (Já existente no laboratório)

6 Motor passo a passo (Já existente no laboratório)

7 Unidade de controlo PLC Mitsubishi FX 2N -16MR-DS. Carta FX 2N -1PG Pulse Generator Unit. Carta de potência. (Já existente no laboratório)

8 Varrimento na HorizontalVarrimento na vertical Colocação do sensor Melhor na detecção de obstáculos verticais (pilares, portas, etc.). Aproveitamento total do campo de visão do laser;

9 Hipóteses estruturais Algumas das estruturas estudadas Não permitiam um aproveitamento total do campo de visão do laser;

10 Hipóteses estruturais Solução final

11 Selecção de componentes mecânicos R F Binário máximo do motor = 1,2Nm Massa do sensor = 4,5Kg R = 79,5mm M=79,5x10 -3 x4,5x9,8 =3,51Nm Relação de transmissão: nx1,2 3,51 n 2,93 Valor escolhido: n = 5 Z1 = 12 (motor) Z2 = 60 (sensor) Rodas dentadas (5mm passo,10mm largura) (Rodas dentadas)

12 Selecção de componentes mecânicos (Correia plana dentada) d1 = 94,65mm d2 = 18,25mm 210,09mm a 218,04mm L = 2a + /2 (d2 + d1) + 1/4a (d2 + d1)^2 L min = 604,47mm L max = 620,37mm Correia plana dentada escolhida: 10x610mm, 5mm passo

13 Dimensionamento da Estrutura Deslocamento máximo = 0,0034mmTensão máxima = 0,7319MPa (Força vertical de 60N em cada um dos apoios de Alumínio) ced = 2,76x10 7 MPa

14 Ponto de Situação E strutura mecânica construída; Unidade de controlo (hardware/software) do sistema em fase de desenvolvimento;

15 Alguns resultados obtidos

16 Trabalho Futuro Sincronização de todo o processo de aquisição de dados 3D por parte do sensor laser, com o movimento do motor passo a passo; Desenvolvimento de software para todo o processo de aquisição de dados 3D bem como do seu posterior tratamento; Implementação de um encoder e fins de curso, para melhor controlo da posição do sensor laser; Estudo de uma solução (interface de controlo) mais atraente para a aquisição de dados e controlo do motor passo a passo.

17 Agradecimentos Orientador Prof. Dr. Vítor Santos Eng. António Festas Todos os colegas FIM


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