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Os elementos básicos de um robô

De maneira geral, podemos considerar o robô como um dispositivo automatizado constituído de cinco componentes. Tipicamente dispõe de uma estrutura mecânica, motores ou outros tipos de atuadores, sistemas de sensores, uma fonte de energia elétrica, uma interface eletrônica e um computador (cérebro) que controla e coordena todo o sistema.
A figura abaixo mostra um robô e alguns de seus componentes.

Exemplo de um robô inseto
Exemplo de um robô inseto

Este é apenas um exemplo, pois, como já foi dito, um robô pode ter as mais diversas formas e funções e isso influencia a tecnologia empregada na construção.

Eletrônica

A parte eletrônica de um robô é a responsável por acionar os motores, transformar as informações do exterior como calor, temperatura e outros em sinais elétricos, sinalização por meio de luzes, coordenação das ações do robô entre outras funções.
Para realizar as ações são usados os mais diversos tipos de componentes eletrônicos como transistores, diodos, led´s, microcontroladores.
Componentes Eletrônicos
Componentes Eletrônicos


Cada um deles tem uma função específica; por exemplo, os transistores podem atuar como chaves eletrônicas ligando e desligando motores, os led´s podem ser usados como avisos luminosos, os microcontroladores geralmente (por terem as funções básicas de um computador) atuam como o cérebro do robô, recebendo e enviando instruções que são usadas para fazer o robô operar.

Mecânica

Se compararmos um robô com o corpo humano, pode-se dizer que a estrutura mecânica de um robô corresponde ao esqueleto humano.

Comparação de um esqueleto humano com um robô humanoide
Comparação de um esqueleto humano com um robô humanoide

Na parte mecânica, podem ser utilizados os mais diversos tipos de materiais, o que inclui metais, plásticos, e, em muitos casos de robôs experimentais, até madeira.
A forma que a estrutura mecânica assume vai depender da função do robô. Um robô utilizado em uma fábrica é muito mais robusto que um robô utilizado para entretenimento.

Manipulador para fins educacionais e manipulador industrial
Manipulador para fins educacionais e manipulador industrial

Nos projetos de robótica, a estrutura mecânica deve ser projetada para se integrar aos recursos eletrônicos, motores e sensores de forma harmônica.

Sensores

Os sensores podem ser considerados os órgãos dos sentidos dos robôs, pois é por meio deles que o robô é capaz de perceber o meio ambiente no qual ele se encontra e executar ações em função desse estado. Existem os mais diversos tipos de sensores. Alguns exemplos são sensores de temperatura, luminosidade, presença por ultra-som, presença por infravermelho, pressão, toque, entre outros.
Como o circuito eletrônico que compõe o cérebro do robô não é capaz de entender grandezas como temperatura e pressão, cabe aos sensores converter essas grandezas de modo que o cérebro eletrônico possa trabalhar com essas informações.
A seguir são descritos alguns tipos de sensores.
  • Sensor de toque: geralmente é constituído por uma chave que tem os contatos abertos ou fechados de acordo com o acionamento por uma pessoa ou um outro dispositivo mecânico
Sensores industriais do tipo liga/desliga, também chamados de Fim-de-Curso
Sensores industriais do tipo liga/desliga, também chamados de Fim-de-Curso

  • Sensor de temperatura: são componentes eletro-eletrônicos que variam suas características em função da temperatura. Essa variação é convertida em sinais elétricos e tratada pela interface e computador.
Sensores de temperatura (tipo NTC)
Sensores de temperatura (tipo NTC)

  • Sensor de luminosidade: componentes que, ao serem iluminados, alteram suas características elétricas. Esse tipo de sensor é empregado nos postes de iluminação publica e opera para que a lâmpada seja ligada quando escurece e apagada quando o dia está claro.
Sensores de luminosidade (tipo LDR)
Sensores de luminosidade (tipo LDR)

Motores

Pode-se dizer que os motores elétricos são os músculos do robô, pois é por meio deles que os movimentos planejados ocorrem.
Para atender à enorme variedade de robôs, com especificações e funcionalidades diversas, os fabricantes oferecem motores que atendem às mais diversas necessidades dos projetistas e engenheiros. Esses motores variam em dimensões, torque (força), consumo de energia, rotação, mas, geralmente, têm em comum uma estrutura com bobinas que faz girar um eixo.

Vista interna de um motor
Vista interna de um motor

Alguns tipos de motores
Alguns tipos de motores

Controle dos robôs

Para controlar um robô é preciso enviar um conjunto de instruções que acionam a parte eletrônica e em seguida os motores e sensores. Normalmente, esses comandos são enviados pelo cérebro do robô, que pode ser um computador como o PC. Nesse caso os caso os comandos são enviados ao robô por meio de um cabo elétrico, ondas de rádio ou por infravermelho, como, por exemplo, o que acontece no controle remoto da televisão.
Existe também a possibilidade do cérebro estar embutido no próprio robô, e nesse caso ele se torna autônomo, por não depender da conexão com o computador.
Nas duas abordagens demonstradas é necessário programar o computador para que ele possa acionar os motores e responder ao estado dos sensores.
Nas próximas aulas serão apresentadas as várias formas de enviar comandos para o robô e como programá-lo para execução das mais diversas funções.

Atividades

Nos robôs pesquisados anteriormente, descubra como é constituído seu sistema mecânico, eletrônico incluindo motores e sensores.
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Última modificação em Sexta-feira 08 de Fevereiro, 2013 18:36:28 UTC