XXXI Congresso de Iniciação Científica
Cálculo da cinemática inversa de posição para robôs antropomórficos com juntas tipo RRR implementada em Java
Rafael de Conde Reis. Rafael de Conde Reis, Marcio Antorio Bazani e Julio Cezar Pedro, Ilha Solteira, Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Engenharia Mecânica, rafaeldeconde@hotmail.com.
Palavras Chave: Cinemática Inversa de posição, Desacoplamento cinemático, Programação orientada a objetos.
Introdução
É realizado o calculo da cinemática inversa computacionalmente com o auxílio da linguagem de programação Java. O Calculo é realizado baseando- se na estrutura do robô. A implementação do programa conta com a disponibilidade de inserção de outros robôs e extensão de funcionalidade, tais como, a modelagem dinâmica do robô(velocidade de movimentação e acelerações dos membros).
Objetivo
Realizar o cálculo da cinemática inversa de posição de um robô puma, ou seja, obter o valor dos ângulos das juntas do robô puma para uma dada posição do punho do robô.
Material e Métodos
A implementação do programa que realizará o cálculo é feita na linguagem de programação orientada a objetos Java, utilizando a versão JSE 8.1, com o auxilio da IDE Eclipse Oxygen. As bibliotecas utilizadas são as padrões da linguagem Java. O método que será implementado baseia-se na estrutura do robô, portanto a cinemática inversa de outros robôs requerem outras implementações.
O projeto do software é realizado com o auxilio da ferramenta ArgoUML, para facilitar a visualização da estrutura e relacionamento entre as classes no programa. O desenvolvimento do programa também procura seguir rigidamente as práticas do modelo de desenvolvimento Agile, conferindo ao programa mais flexibilidade e abertura a extensão.
Como a implementação é realizada baseando-se em robôs do tipo RRR, a estrutura considerada no cálculo é a demonstrada na figura 1, exposta a seguir.
Figura 1 – Modelo de robô com juntas tipo RRR.
Na figura 1, o modelo do robô contém um off- set(região destacada em verde) na segunda junta para evitar posições singulares(impossíveis de calcular), porém na implementação do programa há um tratamento para robôs sem o off-set. O programa também considera situações de braço esquerdo, direito, acima e abaixo.
As equações utilizadas no calculo da cinemática inversa usa conceitos de trigonometria e dinâmica de corpos aplicados na estrutura do robô para obter os valores das variáveis desejadas.
Resultados e Discussão
O resultado obtido será um programa capaz de calcular a cinemática inversa de posição para robôs com juntas do tipo RRR. Constituído de uma interface gráfica de usuário para facilitar a utilização do programa. O programa permite a criação de um robô virtual(dos modelos já implementados ao programa), permite a inserção dos dados do robô assim como a o cálculo da cinemática inversa de posição dados pontos inseridos pelo usuário.
Conclusões
Fica em aberto no programa uma extensão de suas funcionalidades, pode buscar sempre aprimorar o método utilizado na solução do problema e aprimorar a interface do programa, facilitando sua utilização e acesso as suas ferramentas.
Agradecimentos
Agradeço imensamente a minha namorada que sempre me suporta e está do meu lado, aos meus pais que me deram a oportunidade de estar aqui e também me dão suporte, a meu orientador Marcio pelo tempo dedicado em me transmitir seu conhecimento e aos amigos que fiz em Ilha Solteira, por todos os momentos bons juntos e a ajuda que veio deles.
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1Silva, R. M. INTRODUÇÃO À DINÂMICA E AO CONTROLE DE MANIPULADORES ROBÓTICOS 2016.
² Martin, R. C., Agile Software Development, Principles, Patterns, and Practices, 2002.
