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Disertação submetida ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Mecânica para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica.
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RESUMO
O interesse em manipuladores paralelos tem sido estimulado pelas vantagens
oferecidas em relação às arquiteturas seriais mais tradicionais.
Adicionalmente, o aumento da complexidade das tarefas de robôs industriais
demanda o aprofundamento de estudos sobre a interação de
robôs com o meio. Esta interação pode ser estática, quando não existe
movimento relativo do robô em relação ao meio, ou dinâmica, quando
existe este movimento, mas o contato é mantido durante a movimenta-
ção. Quando a movimentação é lenta, é possível considerar a interação
como quase-estática, pois os efeitos dinâmicos podem ser desprezados.
Os robôs industriais podem ser levados ao limite de sua capacidade de
força dadas algumas condições da tarefa. Se, ao executar uma tarefa,
a força necessária para realizá-la for superior à capacidade de força do
robô, podem ocorrer danos materiais ou pessoais. O objetivo principal
deste trabalho é o desenvolvimento de uma metodologia para determina
ção da capacidade de força do manipulador paralelo simétrico
planar de tipo 3RRR em condições estáticas ou quase-estáticas. Esta
metodologia apresenta como característica intrínseca a otimização da
capacidade de força ao longo de uma trajetória de força especi cada
previamente pelo usuário. Em comparação com as abordagens existentes
na literatura, a metodologia proposta diferencia-se por permitir
otimizar de forma consequente a capacidade de força e características
topológicas do manipulador. Neste trabalho os principais fatores que
in uenciam na capacidade de força dos robôs manipuladores são mostrados
e a função objetivo do problema de otimização de capacidade
de força é de nida usando como ferramenta matemática primária a teoria
dos helicoides e do método de Davies. Para resolver o problema
de otimização global, foi utilizado um algoritmo evolutivo conhecido
como Evolução Diferencial (ED). A metodologia proposta é estudada
por meio de casos de estudo e validada comparando resultados contra
metodologias apresentadas no referencial teórico.
Palavras-chave: Cinemática de posição. Capacidade de força. Trajet
ória de força. Otimização.
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