O que é Robótica É ciência que estuda a tecnologia de construção de robôs envolvendo Engenharia Mecânica, Engenharia Elétrica, Engenharia Eletrônica e Engenharia da Computação.

Robô

Bloco inteligente de um Robô

um robô

Robótica Atualmente, a robótica envolve máquinas automáticas construidos por circuitos integrados, controlados manualmente ou automaticamente por circuitos elétricos.

Robô Um robô é um dispositivo mecânico programável, que consegue, de forma autónoma e recorrendo à sua capacidade de processamento: obter informação do meio envolvente utilizando sensores; tomar decisões sobre o que deve fazer com base nessa informação; manipular objectos do meio envolvente utilizando actuadores.

Partes (módulos) que compõem um um robô Módulo: Mecânica; Módulo: Lógica/Programação (Bloco inteligente); Módulo: Atuadores; Módulo:Sensores; Módulo: Comunicações sem fio.

Módulo de lógica É a central de processamento do robô, pois, a partir dele, ocorre todo o manejo e controle de informações provenientes da programação que você inseriu nele. É responsavel pelo envio de sinais para activação e funcionamento dos atuadores como desejado, “dando vida” ao robô.

Módulo de lógica

Pode-se dividir o módulo da lógica do Robô em 2 partes: A) Lógica das Ligações A lógica das ligações é a etapa em que o robô toma determinadas decisões sem precisar da utilização de programação, portanto, decidindo através de seus sensores.

Lógica das Ligações

Modulo de lógica B) Lógica de Programação A lógica de programação é quando os motores e os atuadores são ligados diretamente no microcontrolador que, por sua vez, este se conecta ao computador. Com o microcontrolador, fazemos os atuadores funcionar quando e como desejamos.

Módulo Mecánico (servo-motores) Os servo-motores são pequenos motores que realizam todas as tarefas mecânicas do seu robô. é a área responsável pelo movimento, ou seja, através da mecânica é possível fazer que o robô tenha esqueleto e seja capaz assim de movimentar.

Módulo mecánico

O módulo mecánico pode-se dividir em 3 partes: A) Estrutural Na mecânica estrutural iremos ver diversos elementos que compõem a estrutura física (esqueleto) do robô. b) Estática A estática é um subsistema do robô que é responsável pela sustentação física.

b) Estática

Módulo mecánico C) Dinâmica A dinâmica é a estrutura do robô responsável pela transmissão de movimento gerado por alguns atuadores, ou seja, a dinâmica permite transferência de energia necessária para movimento do robô.

C) Dinâmica

Módulos Actuadores São os componentes que consomem energia elétrica da fonte ou das pilhas e que transformam em energia cinética (energia de movimento).

Actuadores Actuadores podem-se dividir em dois grupos 1- Quanto ao movimento: A)Rotacionais Os rotacionais são os atuadores que através de energia elétrica geram ou fornecem ação em movimentos que possuam rotação e torque.

Actuadores Rotacionais

Actuadores B) Multdirecionais Aqueles que fazem tanto movimentos de torque como movimentos verticais e horizontais, conforme a necessidade. C) Emissores Os Emissores são os atuadores que ao invés de produzir energia cinética, utilizam energia elétrica para a emissão de sinais visuais, sonora e calórica.

Actuadores Emissores

Acutadores 2 - Quanto composição fisica: hidráulicos; pneumáticos; eléctricos.

Actuadores hidráulicos Os actuadores hidráulicos se caracterizam por terem como fonte de energia um líquido que se desloca com uma pressão adequada. Este líquido é geralmente “óleo” ou “água”.

O actuador pneumático O actuador pneumático são os que funcionam com energia pneumática (ar comprimido), geralmente comprimido. Os actuadores pneumáticos são normalmente empregado em sistemas onde se requer altas velocidades nos movimentos.

Actuadores eléctricos Já os actuadores eléctricos usam energia eléctrica normalmente proveniente das pilhas de alta durabilidade. São os mais usados actualmente substituindo com alta confiabilidade a operações de válvuladas.

Módulo de Comunicações sem fios Este modulo fornece possibilidades de conexões sem fio. Estas conexões podem ocorrer entre o computador e o microcontrolador, entre o controle remoto e o robô ou o microcontrolador, as vezes, faz ligação com as estações.

Comunicações sem fios em robôs

Módulo de Sensores Na robótica, os sensores são de extrema importância, quase comparóvel ao modulo inteligente, pois são responsáveis por recolher e transformar todas as informações no ambiente em volta (ao alcance) convertendo- as em informações (sinais) digitais e entregam-na ao processador. Ha sensores analogicos e sensores digitais.

Módulo de Sensores 1 - Digitais Sensor de luminosidade; Sensor ultrassônico; Sensor de nível; Sensor de som; Presença; Fim de curso; Sensor de imã.

sensor de luminosidade O sensor de luminosidade é capaz de captar diversos níveis de luminosidade, seja de luz ambiente, ou luz refletida em alguma superfície. Ele também pode emitir luz, através de um pequeno LED na ponta do sensor.

sensor de luminosidade

sensor ultrassônico O sensor ultrassônico é capaz de emitir um leve sonar para rastrear o ambiente a sua frente, agindo como os olhos do robô. Com esse sensor, é possível determinar também a distância de objetos que estejam no caminho do robô.

sensor ultrassônico

sensor de som O sensor de som funciona como um pequeno microfone, que detecta o valor sonoro em decibéis, e é capaz também de detectar diferentes timbres sonoros, agindo como os ouvidos do robô.

sensor de som

Sensor de nivel O sensor de nível detecta a posição dos níveis ou profundidade e envia um sinal ao processador que por sua vez transmite ao display.

Sensor de nivel

Sensores de cor Os Sensores de Cor podem detectar seis cores: Vermelho, azul, verde, amarelo, branco e preto, enquanto a luz emitida pelo LED pode ser vermelha, azul ou verde.

Sensores analógicos 2- Analógico Sensores analógicos são sensores que ao invés de transmitir sinal binário (1 ou 0), transmite uma medida que é verificada pela tensão de corrente (“voltagem”) que chega no microcontrolador

Outros sensores de sinal analogico - Intensidade de Luz - Intensidade de Calor - Distância - Intensidade sonora

Tipos de Robôs Robôs Inteligentes: são manipulados por um microprocessador inteligente, capazes de interagir com seu ambiente através de sensores e de tomar decisões em tempo real.

Tipos de Robôs Robôs com controle por computador: são semelhantes aos robôs inteligentes, porém não tem a capacidade de interagir com o ambiente. Se estes robôs forem equipados com sensores e software adequado, se transformam em robôs inteligentes.

Tipos de Robôs Robôs repetidores (de aprendizagem): se limitam a repetir uma sequência de processos, realizados com a intervenção de um operador ou memorizadas.

Tipos de Robôs Manipuladores: são sistemas mecânicos multifuncionais, cujo sistema de controle permite governar o movimento de seus membros das seguintes formas: a) manual, quando o operador controla diretamente os movimentos; b) de sequência variável, quando é possível alterar algumas das características do ciclo de trabalho.

Classificação de Robôs Quanto ao tipo de Mobilidade Base Fixa (braço robótico) Base Móvel com Restrição (grua) Base móvel sem Restrição (veículo). Estes podem ser de rodas, esteiras, pernas ou propulsão.

Classificação de Robôs Quanto ao tipo de Autonomia Acção Pré-Definida; Tele-Operados; Semi-Autônomo; Autônomo : sem intervenção humana durante a operação

Beneficios de uso de Robôs Os robôs não recebem salários; não comem; não bebem; não têm que ir à casa de banho; Eficacia e eficiencia

Beneficios de uso de Robôs Fazem trabalho repetitivo e pesado para homem, raramente cometem erros; Redução de custos de producao, Aumento de competitividade; Controlo eficaz de processos e Controlo de qualidade mais eficiente.

Beneficios de uso de Robôs podem trabalhar 24 horas por dia sem descanso nem pausas; não perdem a concentração. A qualidade do seu trabalho é a mesma ao fim do dia como no início; são mais rápidos e mais eficientes que o homem na maior partes dos trabalhos;

Campos de aplicação de Robôs Operações de transporte de materiais Operações de processo Operações de montagem Operações de inspecção e teste

Principais ambientes recomendáveis para Robôs Temperaturas extremas; Ruído excessivo; Fumos e poeiras; Meios radioactivos; Meios aquáticos; Meios espaciais; Trabalhos repetitivos e pesados; Automação de diversas tarefas que se verifiquem ser técnica e economicamente viáveis.

Alguns exemplos de aplicação de Robôs Robô na industria automóvel

Robôs na aplicação militar

Robôs na aplicação médica

Robôs humanóides

Robôs na aplicação espacial

Robôs na aplicação maritima