BUILDBOT Blog

Como seu robô vai se mover ?

… “A seleção natural é um processo pelo qual características hereditárias que contribuem para a sobrevivência se tornam mais comuns numa população, enquanto que características prejudiciais tornam-se mais raras” … (Wikipedia: Evolução)

Esse processo levou ao surgimento de várias formas de locomoção, cada qual adaptada a um ambiente obtendo assim maior agilidade, mobilidade ou resistência.

Alguns robôs não necessitam se locomover, mas temos que concordar que os mais divertidos e intrigantes são os que o fazem e não existe melhor inspiração do que observar o que a natureza já fez.

A natureza se limitou a pernas (ou patas), asas, nadadeiras, ondulações (e.g cobra) ou alguma variação dos mesmos, mas quando vamos personalizar nosso robô, as possibilidades são ilimitadas, as mais comuns são: rodas, esteiras, pernas, voo e propulsão.

Esse artigo aborda as vantagens e desvantagens de cada método, para que dessa forma você possa escolher o que melhor atender seu robô e o ambiente operacional.

Rodas

Wild Thumper 6WD Chassis – Preto

Depois de sua invenção a humanidade não foi mais a mesma, na robôtica é o modo de locomoção mais popular. Podem ter vários tamanhos e sua implementação é muito simples já que, para funções básicas, não precisam de nenhum sensor ou sincronismo entre motores.

A quantidade de rodas também pode variar, o mais comum são 3 ou 4 rodas, quem que os modelos de 3 rodas utilizam um caster em uma das extremidades para manter o equilíbrio. Mais complexos são os modelos com 2 rodas pois necessitam de um giroscópio para estabilizar, como exemplo temos a Segway. Optando por 4 rodas ou mais a complexidade e os custos podem superar suas vantagens, pois requer mais partes móveis para controle direcional e drive motor para a tração, os motores mais indicados são os DC com caixa de reducão para um maior ganho.

Vantagens

  • Normalmente de baixo custo, simples construção, várias dimensões;
  • Seis rodas não precisam de um controle direcional;
  • Excelente escolha para iniciantes;

Desvantagens

  • Perdem tração em terrenos muito irregulares;

 

Esteiras

Tri-Track RobotSão similares às utilizadas nos tanques de combate, ótimas para robôs que vão operar ao ar livre, terrenos não regulares ou de baixa aderência como areia ou cascalho.

Compostas de 4 partes: chassis, lagarta (o que fica em contato com o solo), trilho e motor, o direcionamento ocorre acionando ambos motores para seguir em linha reta, motor da direta para virar a direita e o motor da esquerda para virar a esquerda.

Muitas pessoas optão por seu uso para dar um visual mais agressivo ao robô.

Vantagens

  • O contato constante com o solo, evita perda de tracão;
  • Distribui o peso uniformemente, possibilitando enfrentar uma grande varidade de superficies;

Desvantagens

  • Quando acionado somente um motor para direcionamento, existe uma força lateral que causa desgaste da superficie e/ou da lagarta;
  • Para uma maior variedade de terreno e dependendo do tamanho da lagarta, opta-se pelo uso de diversas trilhas, o que aumenta a complexidade mecânica;

 

Pernas

Phoenix Hexapod

Se você tem um terreno muito irregular, veja a natureza, pernas são a melhor opção.

Com tamanho reduzido, precisão e força dos servo motores tem aumentado a quantidade de robôs que utilizam pernas para se locomover, principalmente os com 6 pernas por oferecer grande equilibrio, pois todo tempo esse design esta apoiado em 3 pernas.

Existem pesquisas para robôs monopod (1 perna, puladores) mas os mais populares são: bipeds (2 pernas), quadrupeds (4 pernas) e hexapods (6 pernas).

Vantagens

  • O mais próximo do movimento natural, potencialmente pode superar qualquer obstáculo e/ou terreno muito acidentado;

Desvantagens

  • Complexidade mecânica, eletrônica e de codificação;
  • Maior custo de construção;

 

Voo

AR DroneTambém conhecidos, em inglês, por UAV (Veiculo aéreo autônomo) são muito atraentes aos entusiastas da robótica, entretando para um iniciante é um projeto arriscado pois qualquer falha no projeto pode causar uma queda e consequentemente perda de todos os componentes.

Excelente opção para vigilância, o exército norte-americano possui uma aero nave semi-autônoma para essa finalidade, recentemente o Predator pode realizar uma missão em modo autônomo.

Vantagens

  • Naves por controle remoto já existem a décadas, ótimos grupos de auxílio;

Desvantagens

  • Para robôs de voo autônomo não há grandes grupos de auxilio;

 

Propulsão

Submarine, underwater, submarino robôA cada dia aumenta o número de robistas, instituições e companhias que desenvolvem veículos subaquáticos autônomos.

Para seu funcionamento são necessários um controle de lastro (que preenche um tanque com maior ou menor quantidade de água, afim de alterar a flutuabilidade), propulsores (para impelir o robô para frente, normalmente usada uma hélice) e leme para direcionamento.

Vantagens

  • Grande parte de nosso planeta é coberto por água;
  • Pode ser usado ou testado em uma piscina;

Desvantagens

  • O projeto pode se perder por naufragio ou vazamento;
  • Partes elétricas não gostam de água, todos os componentes eletrônicos tem que ser muito bem isolados, tando para operação quanto manutenção para não haver curtos;
  • Operacões acima de 10m de profundidade requerem maior pesquisa e investimento;
  • Poucos grupos para obter auxílio;

 

Antes de iniciar seu projeto primeiro defina os objetivos, o que seu robô irá fazer e que tipo de ambiente vai atuar, o meio operacional influencia e muito no design do projeto.

Leve sempre em conta o peso, uso de engrenagens, velocidade e aceleração isso influencia na voltagem dos motores (normalmente 5v a 8v) e consumo de energia. Então certifique-se de fazer o menor e mais leve possível quanto mais motores necessitar, menor será a vida útil das baterias.

Para não haver surpresas nos primeiros testes, calcule o torque necessário e use o dobro do que precisar, inicie com um projeto simples e vá deixando-o mais complexo aos poucos, quanto mais tempo passar no planejamento menor serão seus custos e problemas na montagem.

Você ainda tem a possibilidade de utilizar formas híbridas de locomoção, aproveitando as vantagens que cada uma oferece, o importante nesse caso é fazer o projeto modular, para que cada parte possa ser testada separadamente.

 

Category: Artigos
  • Mauricio de O. Pena says:

    Muito bom o artigo. Só nao concordo quando diz que “a natureza se limitou a pernas (ou patas), asas, nadadeiras ou ondulações”. A natureza tambem utiliza ilimitadas formas de locomocao, vide o que os insetos sao capazes.

    Obrigado Mauricio, os insetos são capazes de se locomover de diversas formas, mas são todas variações do que citamos, incluimos isso no artigo para ficar claro.

    “..ou alguma variação dos mesmos..”

    17/06/2012 at 01:48
  • sergio gefferson says:

    Interessante, mas você não citou exemplos sobre nadadeiras, como será que se faz uma nadadeira se mover?

    Nadadeiras são pernas com uma membrana entre os dedos.

    18/03/2013 at 17:37
  • lucas says:

    Eu acho incrível

    21/06/2014 at 03:44

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*