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Carregado porGustavo Oliveira
05 sensores atuadores (1)
Este documento fornece uma introdução sobre atuadores e sensores para robótica, descrevendo os principais tipos de atuadores (hidráulicos, pneumáticos e elétricos) e sensores (mecânicos, magnéticos, capacitivos, ópticos e ultrassônicos). Também discute aspectos como características, vantagens e desvantagens de cada tipo, além de apresentar exemplos como motores CA x CC, encoders e scanners a laser.
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05 sensores atuadores (1)
- 1. Robótica Sensores e Atuadores Prof.Alexandre Tannus 1 / 67
- 2. Sumário 1 Atuadores 2 Sensores 3Bibliograa 2 / 67
- 3.
- 4. Características gerais Peso Relação Potência-Peso Pressãode Operação Tensão Temperatura Rigidez Uso de engrenagens de redução 4 / 67
- 5.
- 6.
- 7. Atuadores Hidráulicos Características importantes Altarelação potência-peso Baixa geração de calor Bomba hidráulica pode ser dimensionada para carga média 7 / 67
- 8.
- 9. Atuadores pneumáticos Pneumática Do gregopneumatikos: sopro, fôlego Ramo da ciência que faz uso de ar ou gás pressurizado Características positivas do ar Baixo custo Compressibilidade Não gera faísca 9 / 67
- 10. Sistema pneumático Quatro blocos Gerador Qualidadee distribuição Manobra Atuador 10 / 67
- 11. Bloco gerador Armazenamento doar atmosférico Filtragem e desumidicação do ar 11 / 67
- 12. Bloco de Qualidadee Distribuição Retirar impurezas e umidade do ar Regulador de pressão Lubricação 12 / 67
- 13.
- 14. Bloco de atuação Atuadorespneumáticos Eixo com movimento bidirecional 14 / 67
- 15. Eletropneumática Controle e detecçãode movimentos realizados por válvulas de comando e atuadores pneumáticos por meio de dispositivos e sensores elétricos Controladores lógico programáveis (CLP) 15 / 67
- 16. Atuadores elétricos Mais utilizadosna indústria Tipos Motor CA Motor CC Motor de passo Servomotor 16 / 67
- 17. Motores CA xMotores CC Controle de velocidade Motores CC permitem controle de velocidade mais simples Velocidade de um motor CA é dependente da frequência de alimentação. Presença de escovas Motores sem escovas possuem, em geral, vida útil maior. Motores com escovas exigem mais manutenções Dissipação de calor Calor gerado pela passagem de corrente nos os Também pode haver aquecimento por corrente parasita, atrito, nas escovas, dentre outros. Deve ser observado o caminho que o calor percorre até sair do motor. 17 / 67
- 18. Características dos Atuadores- Vantagens 18 / 67
- 19. Características dos Atuadores- Desvantagens 19 / 67
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- 21. Denição de Sensores Sensoressão dispositivos que detectam informações sobre o robô e do meio onde ele está imerso e as transmite para o controlador do robô. Sensores produzem um sinal que permite medir uma quantidade como: Força, torque, temperatura, posição, velocidade, . . . 21 / 67
- 22. Sensores ajudam orobô a: Detectar a posição e orientação de suas diversas juntas. Garantir a qualidade de produção. Descobrir variações de forma e dimensão das peças produzidas. Identicar obstáculos imprevistos. Determinar e analisar defeitos. 22 / 67
- 23. Denições importantes Acurácia Concordância entreo valor real e o valor medido Resolução Mudança na variável medida para a qual o sensor irá responder Repetibilidade Variação das medidas do sensor quando a mesma variável é medida várias vezes Range Limite superior e inferior que podem ser medidos da variável 23 / 67
- 24. Alimentação de sensores TensãoContínua (DC) Tensão Alternada (AC) Tensão Universal 24 / 67
- 25. Saída de sensores Eletrônica PNPe NPN Mecânica (Relés) Chaveamento de correntes maiores Analógica Transdutores Convertem grandeza física em grandeza elétrica 25 / 67
- 26. Sinal analógico xdigital Analógico: amplitude pode variar em uma faixa contínua Digital: amplitude pode assumir M valores dentro de uma faixa de amplitudes 26 / 67
- 27. Terminologia Face sensora Lado dosensor que detecta o objeto Distância Espaço entre a face sensora e o objeto a ser detectado Histerese 27 / 67
- 28. Tipos de sensores Mecânicos Magnéticos detectam apenas magnetos Indutivos apenas materiais ferromagnéticos Capacitivos Ópticos Ultrassônicos 28 / 67
- 29. Sensores Mecânicos Chaves dem de curso Botoeiras 29 / 67
- 30. Sensores Mecânicos Usados paramedir quantidades como: Posição Velocidade Forma Força e torque Pressão Vibração, estresse Massa 30 / 67
- 31. Sensores indutivos Variação naindutância gerada por uma bobina 31 / 67
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- 34. Blindagem Direcionamento do campo Aumentoda distância sensora e da precisão 34 / 67
- 35. Embutimento Embutido Campo eletromagnético apenasna face sensora Não embutido Campo eletromagnético na superfície da face sensora Semi-embutido Campo magnético somente na face sensora, mas é afetado por metais ao redor 35 / 67
- 36. Sensores Capacitivos Detectam objetosmetálicos e não metálicos Capacidade de detectar dentro de recipientes Vericação de níveis de uidos e sólidos em tanques 36 / 67
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- 39. Sensores óticos Emissão erecepção de feixes de luz Maior distância sensora 39 / 67
- 40. Sensores óticos Background Zona Morta Interferênciasdo meio Fator de correção 40 / 67
- 41. Sensores ultrassônicos Emissão erecepção de ondas sonoras 41 / 67
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- 43. Sensores segundo afunção Sensores podem ser categorizados de acordo com a função que realizam em: Manipulação Que interagem com o meio ambiente do robô. Ex: sensores de Força. Aquisição Que permitem ao robô perceber seu próprio estado. Ex: encoders. 43 / 67
- 44. Sensores segundo alocalização Sensores podem ser categorizados de acordo com sua localização em Internos Encoders. Externos Swiches, táteis, proximidade e fotoelétricos. Interlocked Usados para proteger o robô. Travam o robô até que certa condição se torne válida (pressão de uido, temperatura alta, etc) 44 / 67
- 45. Sensores segundo alocalização Sensores podem ser categorizados de acordo com sua ativação em: Contato Existe um contato físico para a ativação Ex.: switches Sem contato Não existe um contato físico para a ativação Ex.: visão, ultrassom, radiação Ainda, proximidade x presença 45 / 67
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- 47. Classicação - Aplicação Proximidade Posição/ Velocidade Força / pressão Vibração / Aceleração Tato 47 / 67
- 48. Sensores de Proximidade On/ O presença ou ausência de objeto Tipos Chave mecânica Ótico Ultrassônico Indutivo Capacitivo 48 / 67
- 49. Sensores de Proximidade Énecessário, em geral, pelo menos duas funções de segurança: 1 Desligar ou poder desabilitar quando uma pessoa entra na área de perigo. 2 Evitar ligar ou habilitação de força quando uma pessoa está na zona de perigo. 49 / 67
- 50. Cortinas de luz Ascortinas de luz de segurança são sensores de presença fotoelétrico projetados especicamente para proteger o pessoal de lesões relacionadas com o movimento da máquina perigosa. Também conhecido como: AOPDs (dispositivos de proteção individual optoeletrônicos ativos) ESPE (equipamentos de proteção individual eletrosensiveis) 50 / 67
- 51. Scanners a laser Osleitores de segurança a laser usam um espelho rotativo que criam um plano de detecção. A localização do objeto é determinado pelo ângulo de rotação do espelho e pelo tempo de vôo de um feixe de laser. Ao tomar a medida da distância e da localização do objeto, o scanner a laser determina a posição exata do objeto. 51 / 67
- 52. Scanners a laser Osscanners a laser criam duas zonas 1 uma zona de alerta: fornece um sinal de que não desliga o perigo e informa às pessoas que elas estão se aproximando da zona de segurança 2 uma zona de segurança: quando um objeto entra, faz o scanner a laser emitir uma ordem de parada; as saídas dos controladores se desligam. 52 / 67
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- 54. Tapetes de segurançasensíveis a pressão Usados para a vigilância de uma área em torno de uma máquina Uma matriz de tapetes interligados é denido em torno da área de risco e a pressão aplicada ao tapete (por exemplo, passos de um operador) fará com que a unidade controladora do tapete desligue a alimentação do perigo. 54 / 67
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- 57. Sensores de Velocidade/ Aceleração Sensores de velocidade Potenciômetro LVDT Encoder Sensores de aceleração Tacômetro 57 / 67
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- 59. LVDT (Linear VariableDierential Transformer) Um LVDT consiste de um núcleo magnético que move dentro de um cilindro A luva do cilindro contém uma bobina primária com uma tensão oscilante aplicada A luva também contém dois secundários que detectam esta tensão com a magnitude igual ao deslocamento LVDTs são muito precisos (centésimo de milímetro) 59 / 67
- 60. Encoders Encoders são sensoresdigitais usados para dar feedback de posição para atuadores Consiste de um disco de vidro ou plástico que gira entre uma fonte de luz (LED) e um par de fotodetectores O disco é marcado com setores ou riscos que bloqueiam a passagem da luz, produzindo pulsos conforme gira 60 / 67
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- 62. Resolvers Sensor de posiçãoabsoluta Um estator composto por dois enrolamentos, A e B. O enrolamento A está posicionado a 90 graus do enrolamento B. O rotor é composto por um terceiro enrolamento, C, que é energizado com uma onda senoidal. O sinal em C induz sinais em A e B, que variam com a posição angular de C. A voltagem induzida em A está em quadratura com a de B. Cada posição do rotor produz valores diferentes em A e B. 62 / 67
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- 65. Tacômetro Medida de velocidadede rotação utilizando um gerador DC Essencialmente é um motor girando ao contrário Normalmente utiliza-se conectados diretamente ao motor para se ter feedback 65 / 67
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