SPECIALIZAREA: Mecanică fină ș i Nanotehnologii [601003]
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DIN CLUJ – NAPOCA
FACULTATEA DE MECANICĂ
SPECIALIZAREA: Mecanică fină ș i Nanotehnologii
PROIECT DE DIPLOMĂ
Absolvent: [anonimizat]
2015
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
1
Rezumat
Lucrarea prezintă proiectarea și realizarea u nui robot pentru inspecții.
În primul capitol al acestei lucrări este prenzentată introducearea, obiectivul și
motivarea acestei lucrări.
Cel de -al doilea capitol prezintă gen eralități despre roboț i, un isotric despre roboți și o
clasificare a roboților , un alt subcapitol prezintă date despre senzorii folosiți la roboții mobili
și o parte de teleoperare a robotului și un sub capitol cupri nde o scurtă prezenatre a trei
modele constuctive de roboțti pentru inspecții.
În capitolul al treilea este prezentată proiectarea structurii mec anice a robotului in
solidworks și a sistemului de acționare. Cuprinzând detalii despre alegerea motorului și
despre proiectarea sistemuli de comanda a motoarelor. Un alt subcapitol cuprinde detalii
despre senzori și traductoare și detalii despre interfațarea robotului cu operatorul uman.
Ultimul capitol din această lucrare este constituită din concluziile care au fost constate
și îmbunătățirile care se doresc să se efectueze, fiind urmate de anexele atașate.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
2
Abstra ct
This project paper presents the design and implementation of a robot for inspection.
The first chapter of this project is presented the introduction , objective and
motivation of this work.
The second chapter presents generalities about robots, a cla ssification of the robots ,
the history of robots, another chapter presents data about the sensors used in mobile robot s
and a robot hand teleoperation and another chapter provi des a brief a sort desccripion about
three models build from the roboțti for inspection.
In the three chapter presents design in SolidWorks mechanical structure of the robot
and the drive. Comprising details on engine choice and Control System in about designing
engines. Another chapter inc ludes details about sensors and transducers and details about
interfacing the robot with the human operator.
The last chapter of this work consists of findings that were noted and improvements
that need to be performed, followed by annexes attached.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
3
CUPRINS
1. Introducere ……………………………………………………………………………. ………….. pag. 4
2. Generalit ăți privind robo ții de inspec ție mobili ……………………………………………… pag. 6
2.1. Istoria roboților ……………………………………………………………………………… pag. 6
2.2. Elemente de structura ale robo ților mobili ………………………………. …………….. pag. 8
2.3. Clasificari ale roboților ……………. …………………………………………………….. pag. 9
2.3.1. După tipul de locomotie ………………………………………………………… pag. 9
2.3.2. După mediul de operare ………………………………………………………. .pag. 14
2.3.3. După gabarit… ……………………………………………………………………………… pag. 14
2.3.4. Din pu nct de vedere al informa ției de intrare si a metodei de instruire exist ă
…………………………… ………………… ………………… ………………………………. pag. 15
2.3.5. După modul de ac ționare ……………………………………… ……………….. pag. 15
2.4. Sistemul de ac ționare a l robo ților mobili de inspec ție ……………………….. pag. 16
2.4.1. Motoare de cc, pas cu pas, brushless ………………….. ……………… pag. 16
2.4.2. Pneumatic …………………………………………………………….. ……………… pag. 25
2.4.3. Actuatori neconven ționali ………………………….. ………….. ……………… pag. 26
2.5. Senzori utilizati pentru robo ți mobili de inspec ție …………………… …………….. pag. 28
2.5.1. Caracteris tici generale și clasificări ale pri ncipalelor tipuri de senzori
…………………………………………………………………………………………………….. pag. 28
2.5.2. Senzori pentru m ăsurarea pozi ției …………………………. ………………… pag. 34
2.5.3. Accelerometre s i giroscoape ……………………………………….. ……………… pag. 35
2.5.4. Senzori tactili ………………………………………………………………….. pag. 42
2.5.5. Senzori cu ultrasunete ……………………………………………………….. pag. 44
2.6. Sistemul de teleoperare …………………………………………………………………..p ag. 46
2.7. Stadiul actual …………………………………………. ……………………….pag. 49
3. Proiectarea robotului ………………………………………………………………….. ………… pag. 53
3.1. Proiectarea structurii mecanice ……………………………………………………….. pag. 53
3.2. Proiectarea sistemului de ac ționare ……………………………………….. …………….. pag. 56
3.2.1. Despre motoare de curent continuu ……………………………………………. pag. 56
3.2.1.1. Tipuri constructive ……………………… ………………. ………………. pag. 57
3.2.1.2. Moduri de comand ă ………………………………………………………. pag. 59
3.2.2. Alegerea motorului de ac ționare …………………………….. ……………… pag. 61
3.2.3. Proiectarea sistemului de comand ă a motorului de cc …………….. pag. 63
3.2.3.1. Schema electrica + func ționare …………………… ……………..p ag. 64
3.2.3.2. Cablaj …………………………………………………………….. …………….. pag. 67
3.3. Senzori si traductoa re ………………………………………………………………….. pag. 67
3.3.1. Despre senzori si traductori ………………………………………………………. pag. 68
3.3.2. Tipuri de senzori incrementali ………………………….. ………………… pag. 69
3.4. Interfața cu calcu latorul ………………………………………………………………….. pag. 70
3.5. Interfața cu utilizatorul …………………………………………………………………..pag. 72
4. Concluzii ……………………………………………………………………………………….. ……… pag. 74
Bibliografie ……………………………………………………………………………………….. pag. 76
Anexe ……………………………………………………………………………………………….. …pag. 78
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
4
1. Introducere
Înca din antichitate s -a dorit realizarea unor mecanisme automate care să usureze
munca oamenil or. Termenul "robotics"(robotică in traducer e liberă) este știința care se ocupă
cu studiul si utilizarea roboților. Acest termen a fost folosit pentru prima dată de scriitorul
american de origine rusa, Issac Asimov, într -o poveste numită "Runaruound" în anul 1950.
Primii roboț i s-au numit Unimates apăruț i in anii '50, si au fost creati de George Devol si Joe
Engelberger. Joe Engelberger a fost fondatorul Unimation si a fost primul care a vandut
roboti, fiind considerat de unii parintele ro boticii. Una din multele definiț ii atribuite dealugul
timpului si larg accepatata la ora actuala a termenului de robot este urmă toarea:" Un robot
este un siste m inteligent care interacțione a cu mediul fizic inconjurato r, prin intermediul
senozorilor efectori.
Momentan, roboții sunt utilizați în majoritatea industriilor. Există atât de multe tipuri
de roboți folosiți pentru diverse servicii, încât o enumerare a tuturor tipurilor
acestora ar fi aproape imposibilă. O clasificare oarecum rudimenta ră a celor mai întâlnite
tipuri de roboți ar putea fi:
– androizi, roboți construiți ca să mimeze comportamentul și înfățișarea umană
– roboți statici , roboți folosiți în dive rse fabrici și labo ratoare ca de exemplu b rațe robot
– roboți mobili, roboți care se depla sează într-un anumit mediu fără intervenție
umană și realizeaz ă anumite obiect ive
– roboți autonomi, roboți care își îndepline sc sarcinile fără intervenție din partea
unui ope rator uman și își obțin ene rgia nece sară funcționării din mediul înconju rător
– tele-roboți, roboți care sunt ghida ți prin dispoziti ve gen telecomand ă de un
operator uman
– linii automate de produc ție in fabrici, sunt tot un fel de roboți, chiar dacă nu
sunt mobili, deoa rece au toate facilit ățile de finiției noa stre
Dintre toate aceste tipuri de mai sus, lucrarea de față își propune să studieze doar
roboții mob ili, de aceea ori de câte ori se va face referire la denumirea de robot acesta va fi
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
5
de fapt un robot mobil.
Dupa cum spune si titlul acestei l ucrari "Realizarea si proiectarea unui robot pentru
inspectie" aceasta lucrare isi propune realizarea unui robot capabil sa se deplaseze in
interiorul unor tevi metalice sau in interiorul unor sisteme de venitilatie din profile
metalice.
Robotul v a fi realizat in mare parte din material pla stic si aluminiu . Datorită varietăț i de
modele existen te pentru robotii pentru inspecție țevi am ales ca acest robot să aibă ca mijloc
de locomoț ie doua senile din material cauciu c, am ales acesti tip de robot î n detrimentul
celorlate deoarece din punct de vedere al mente nantie este mai ieftin deorece conț ine doar doi
actuatori. Sistemul de prindere pe suprafeț ele metalice se realizeaza cu ajutorul magnetilor
din pămâ nturi rare .
Propriu -zis, robotul este rezultatul firesc al evolutiei de la masinile unelte
automatizate, masinile cu comanda program, liniile automate de fabricatie etc. in momentul
in care rigiditatea si inflexibilit atea acestora nu a mai corespund cerintelor actuale de
productivitate si calitate, ia r omul a încercat sa execute acț iuni directe, nemijlocite a supra
proceselor capatând un rol de supraveghere si control.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
6
2. Generalități privind roboț ii mobili
2.1. Istoria roboț ilor
Conform dexului un 'robot' – este un Mecanism automat care poate executa , după un
program stabilit , operații complicate, as emănătoare cu cele realizate de om .
Înca din antichitate s -a dorit realizare a unor mecanisme automate care sa usu reze
munca oamenilor. Se zice că Arhitas din Tarent (sec V -VI i.e.n.) ar fi constuit un porumbel
capabil să zboare, Phaleron(sec IV -III i.e.n) ar fi construit un melc, iar Ptolemeu
Filadelful(sec III i.e.n.) ar fi constuit un android(automat care are înfățișare omenească ).
Heron din Alex andria (sec I i.e.n) se spune că ș i-ar fi pus automatele sa joace î ntr-o pies a de
teatru despre întoarcerea î n patrie a eroilor din ră zboiul Troiei.
Începând cu secolul XIII încep să se perfecț ioneze u n pic aceste automate. Astfel că
Roger Bacon si Albert cel Mare au creat un umanoid care printr -o atingere putea să deschidă
o ușă și să salute prin î nclinarea capu lui pe nou l venit. J.Muller în sec XV constuieș te mai
multe autoamate, printre care o muscă care aleargă în jurul mesei și un vultur așezat desupra
porții ceță tii Nurberg care l -a salutat prin bătă i din aripi si inclinarea capului pe împăratul
Maximilian sosit î n oraș. Tot î n secolul XV Leonardo d a Vinci a construit un automat în chip
de leu care la întâ mpinat pe Ludo vic al XIII -lea la Milano, umblâ nd prin sala tronului ,
orpinduse la picioarele suveranului , după care și -a desfăcut pieptul cu labele, lăs ând să cadă
de acolo c rini albi, emblema regilor Franț ei.
Primii roboți mobili au fost Elmer(1948) și Elsie(1949), au fost construiți de Wiliam
Grey Walter, roboții erau capabili să caute sursa de lumina și să evite obstacolele.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
7
Fig.2.1 Elsie Fig.2.2 Elmer
In 1951 acelasi Gray Walter prezintă la un fe stival din Marea Britanie un rob ot
testaosa, triciclu. In acelaș i an 1951 Edmund Berkeley invetează un robot mic, numit
"Veverița", capabil să aducă nuci sau mingi de golf. E ra primul robot cu braț aflat sub control
automat, primul robot auto mat care putea efectua o sarcină , alta de cât a se îndrepta spre
lumină .
Fig.2.3 Squee(veverita) Fig.2.4 Adaptive Suspension Vehicle
După ră zboiul rece, progresul te honologic atinge limite ne mai întâlnite până atunci.
Transpuse î n lumea robot icii, noile descoperiri aveau să dea lumii roboț i care foloseau
ultrasunete pentru directia obiectelor(1980), roboți cu mișc ări mult mai precise(1984) sau
chiar roboți cu 6 picioare, capabili să suțină un om avnâ d suspensi i regralbile(Adaptive
Suspension Vehicle,1986).
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
8
Fig.2.5 ASIMO Fig.2.6 P2(Honda)
În 1988 apare Shadow Walker, un robot humano id, creat de Shadow Group bazat pe
mersul cu ajutorul unor motoare pneumatice. La câtiva ani după acesta apare P2 de la
Honda(1996), primul robot cu autocontrol, humanoid. Putea merge pe cele două picioare,
având 1,80 m și 210 kg, folosea tehnologie wirele ss, putea chiar să urce și să coboare scările,
putând opera independent. [11],[12 ]
La ora actuală, ASIMO este cel mai inteligent robot din lume, având o inteligența
artificială minimă, putând reține fețe și apoi recunoște și chiar poate purta o conversaț ie.
2.2. Elemente de structura ale robotilor mobili
Un robot mobil ar putea fi descris ca un robot care trebuie să se deplaseze într -un
anumit mediu, fără ajutorul unui operator uman și să execute anumite sarcini date de
acesta. Deci principala caracteristică este mobilitatea.
Roboții mobili au întrebuințări multiple. De -a lungul timpului au existat și există
roboți mobili cu funcții diverse, de la aspirator pentru casă la explorator spațial, de la vehicul
ghidat automat (AGV) folosit în industrie la robot did actic folosit doar pentru scopuri
științifice.
Un robot mobil este alcătuit dintr -o serie de componente, unele de natură fizică
(hardware), iar altele de natură logică, computațională (software). Din punct de vedere al
componentelor hardware, un robot mob il poate fi considerat ca o colecție de sisteme pentru :
Locomoție și acțiune – modalitatea prin care robotul se mișcă în mediul său ambiant;
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
9
Sesizare prin sistem senzorial – modalitatea prin care robotul măsoară proprietățile lui
și ale mediului înconjurăto r;
Procesare – modalitatea prin care robotul procesează și ia decizii în legătură cu
informațiile primite de la sistemul senzorial;
Comunicare – modalitatea prin care robotul comunică cu alți roboți sau cu un operator
din mediu.
În ce privește locomoția și acțiunea, pentru a se putea deplasa în mediul ambiant și a
executa anumite acțiuni prin intermediul organelor sale mobile, roboții mobili au nevoie de
anumite componente electro -mecanice care să le permită o mișcare precisă, bazate pe
transformarea energie i electrice în energie mecanică de către motoare și servomotoare
specifice.
Printre aceste componente, cele mai reprezentative sunt:
– Motoare, servomotoare, electromagneți;
– Angrenaje, sisteme de transmisie;
– Roți, șenile, picioare, perne de aer sau pe rne magnetice, elice. [9]
2.3. Clasifică ri ale Roboț ilor
2.3.1. După tipul de locomoț ie
2.3.1.1. Robot cu roț i
Acest sistem de locomoție cu roți, prevăzute cu pneu, permite viteze de deplasare mai
mari decât cel cu șenile. Roboții cu astfel de sistem de locomoție acțione ază de regulă în zone
cu teren asfaltat sau pietruit, având posibilități de trecere peste obstacole mai mici decât în
cazul celor cu șenile. În funcție de greutatea robotului și sarcina de manipulat, acest sistem de
locomoție pe roți poate fi prevăzut cu 3 roți, 4 roți sau 6 roți (fig. 2.7), acționarea fiecărei roți
fiind de regulă individuală.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
10
Fig. 2.7 Sistem de locomoție cu 2×3=6 roți
În general roțile din mijloc II sunt articulate la o osie fixată de șasiul 2, iar roțile
extreme I și III sunt arti culate la brațele 1 respectiv 3 care pot oscila, în plan vertical, în raport
cu șasiul 2. Acționarea fiecărei roți motoare se face independent, cu ajutorul motoarelor
electrice de curent continuu, folosindu -se reductoare armonice, alimentarea făcânduse de la
baterii de acumulatoare sau de la grupuri electrogene adecvate. Sistemul de locomoție cu roți
permite deplasarea robotului înainte și -napoi, efectuarea virajelor la stânga și la dreapta,
precum a unei rotații în plan orizontal. De menționat că raza de v irare în cazul sistemului de
locomoție cu roți este mai mare decât la sistemul cu șenile. Raza de virare se poate modifica
de la o valoare minimă (fig. 2.8a) la o valoare maximă (fig. 2.8b).[17]
Fig.2.8 Virarea șasiului la stâ nga
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
11
2.2.1.2. Robot cu s enile
În general, sistemul de deplasare cu șenile (fig.2. 9) are în componență:
roată motoare I;
o roată de întindere II;
două sau m ai multe roți purtătoare III;
una sau două roț i de susținere IV a șenilei V;
șenila V, realizată ca un lanț articulat plan.
Fig.2.9 Sistem de locomoție cu șenilă
Roata motoare I este o roată dințată conducătoare care angrenează cu lanțul articulat
ce formează șenila V. Roata dințată II asigură ghidarea și întinderea șenilei. Roțile purtătoare
III realizează punc tele de sprijin și de rulare ale robotului mobil; aceste puncte se obțin pe
ramura inferioară a lanțului șenilei care ce formează ramura întinsă care vine în contact cu
suprafața terenului. Numărul roților purtătoare este funcție de greutatea robotului și de
sarcina pe care acesta o ridică sau o transportă. Roțile de susținere IV formează puncte de
susținere a ramurii superioare a șenilei, care este ramura slăbită, liberă a șenilei. Șenila V
este compusă din mai multe eclise de cauciuc, cu armătură metalică , montate articulat cu
bolțuri pentru realizarea lungimii totale necesare. Pentru a obține aderența la sol, șenila este
prevăzută la partea exterioară cu proeminențe în X, iar pe partea interioară sunt prezenți dinți
pentru angrenarea cu roata motoare. Ind iferent de construcție, șenila formează o cale de
rulare fără sfârșit, prin care se obține propulsia robotului, se asigură aderența acestuia cu
solul și se obține o presiune specifică pe sol mult mai mică decât în cazul altor soluții.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
12
Acționarea roții moto are se face cu un motor electric de curent continuu, alimentat de la
baterii de acumulatoare sau de la un grup electrogen cu putere corespunzătoare.
Reductorul folosit este de tip armonic (cu deformator și roată dințată elastică) și este
prevăzut cu cupl aj ireversibil, prin care se asigură frânarea vehiculului robot la opririle în
pantă. Sistemul de locomoție cu șenile permite deplasarea robotului înainte și -napoi,
efectuarea virajelor la stânga și dreapta, precum și o rotație în plan orizontal. De asemen ea,
șenila permite robotului mobil să urce și să coboa re pe scări cu pante până la 45ș .[17]
2.3.1.3. Roboți paș itori
In afara robotilor de topologie seriala si a celor de topologie paralela in ultimii ani au
proliferat robotii pasitori , datorita avanta jelor lor care ii recomand a in anumite tipuri de a
ctivitati. Domeniile in care acestia sunt din ce in ce mai prezenti sunt : explorarile planetare ,
medicina ( asistarea persoanelor cu handicap) , explorari submarine , activitati nucleare ,
aplicatii mili tare, ( detectari de mine antipersonal ) precum si explorarea zonelor periculoase
pentru om.
Prin structura si functionalitatea lor robotii pasitori se incadreaza in definitia generala
a robotilor.
Exista trei configuratii de baza pentru robotii mobili :
Roboți cu ș enile. Acestia a u o mare mobilitatea dar un numă r restrans de grade de
libertate.
Roboț i cu picioare , care au o mobi litate superioară ș i pot trece si peste obstacole.
Roboț i cu corpuri articulate , formati din mai m ulte articulate, asemenea un ui
șarpe sunt utilizati pentru inspectia unor spatii inguste.
Mai exista si un numar de roboti hibrizi cu structura mixta.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
13
In cele ce urmează ne vom concentra atenț ia asupra robotilor cu picioare, pe care in
continuare ii vom numi roboti păș itori.
Robotii pășitori au urmă toarele caracteristici :
se pot deplasa ș i pe teren accidentat ;
necesită un consum energetic redus ;
garda la sol ridicată le permite să depaseasca obstacole ;
contactul cu sol ul este discontinuu piciorul avâ nd posi bilitatea de a selecta punctul
de contact ( sprijin ) ;
posibilitatea perceperii contactului cu solul ;
se pot deplasa pe un teren moale ;
deterioarează putin solul pe care se deplasează ( aspect important in exploatarile
forestiere ) ;
viteza de deplasare este scăzută ;
controlul mersulu i este complicat, datorită numă rului ridicat de grade de libertate .
Roboții păș itori sunt in prezent utilizați in urmă toarele domenii de activitate :
Intreț inerea mediilor nucleare ;
Exploră ri planetare ;
Exploată ri forest iere ;
Exploră ri submarine ;
Inspecția, curățirea si repararea unor suprafeț e greu accesibile se poate face usor de catre
robotii cataratori. [18]
Direcț ia de mers
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
14
Fig.2.10 Robot păș itor
2.3.2. După mediul de operare
a. Roboț i terestri
Sunt robotii care îș i desfașoară activiataea doar pe suprafața pământului, acestia își
desfăș oara activitate fiind tot timpul î n contatct cu solul.
b. Roboț i acvatici
Acești roboț i sunt specifici pentru operarea sub apa, cu ajutorul acestor roboți se
desfășoara diverse operaț ii sub mare sau sub ocean.
c. Roboț i aerieni
Mediul lor de operare este spaț iul aerian, un exemplu care face parte din acesti roboti
sunt dronele, aeromodele.
2.3.3. După gabarit
2.3.3.1. Macro -robot
2.3.3.2. Micro -robot
2.3.3.3. Nano -robot
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
15
2.3.4. Din punct de vedere al informaț iei de intrare si a met odei de
instruire exista:
2.3.4.1. roboț i acționaț i de om;
2.3.4.2. roboț i cu sistem de comandă cu relee (secvenț ial);
2.3.4.3. roboț i cu sistem secvenț ial cu program modificabil;
2.3.4.4. roboț i repetitori (cu programare prin instruire);
2.3.4.5. roboț i inteligenț i;
2.3.5. După modul de acț ionare
2.3.5.1. Acțio nare electrică
Deși mai puțin utilizată decât acționarea hidraulică, acționarea electrică ocupă o arie
suficient de întinsă la roboții industriali datorită următoarelor avantaje principale :
sursa de energie electrică primară este ușor de găsit;
sistemele de control sunt precise, sigure și relativ ușor de cuplat la o
conducere numerică la nivel înalt;
se poate asigura o funcționare autonomă prin alimentarea cu baterii;
nu se impun probleme specifice de poluare. [15]
2.3.5.2. Acționare pneumatica
Caracteristia prin cipala pt aceste sisteme pneumatice este data de utilizarea aerului ca
fluid compresibil al sistemului de actionare.
Din factorii care argumentează în favoarea utilizării sistemelor pneumatice, se pot
reține:
simplitatea echipamentului de acționare;
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
16
robustețea dispozitivelor utilizate;
nepoluarea mediului de lucru;
sisteme de control simple;
raportul putere/greutate relativ ridicat;
Controlul poziției unui element mecanic prin sisteme pneumatice este rar utilizat
datorită performanțelor slabe rezult ate în comparație cu cele electrice sau hidraulice
2.3.5.3. Acționare hidraulica
Aceasta aciț onare se bazeaza pe principiul conv ersiei unui fluid incompesibil î n energie
mecanica. Lichidul es te un ulei mineral care lucrează până la 100 atm. Sursa de pre siune
este i ncorporata î n sistemul centralizat al robotului. Analiza comparativa a sitemelor de
actionare utilizate in controlul poziti ei robotilor este favorabila acț ionarii hidraulice.
Datorita catorva factori aceste siteme au o larga raspandire:
acționarea hidrauli ca are performante foarte bune la viteze mici
sitemele hidraulic e se pot cupla direct la sarcină fără dispozitive suplimentare
acționarile hidra ulice sunt mult mai robuste decâ t cele electrice, referitor la
greutatea echipamentului utilizat.[15 ]
2.4. Sistemul de acț ionare al r oboț ilor mobili
Sistemul de acț ionare al robotilor mobili se poate realiza prin mai multe feluri dintre
aceste amintim :
2.4.1. Motorul de curent continuu
Acționarea cu motoare de curent continuu are avantajul important ca momentul creat
este practic independent de pozitia ș i viteza motorului, depinzând numai de câmpul
înfasurarilor si curentul din armaturi. Daca înfasurarile de câmp sunt înlocuite cu un magnet
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
17
permanent atunci momentul dezvoltat este proportional cu valoarea curentului din arma turi si
deci cu tensiunea aplicata.
Anumite proceduri tehnologice au permis micsorarea greutatii motoarelor. Ele se
refera, de exemplu, la eliminarea înfasurarilor de excitatie prin utilizarea motoarelor cu
magnet sau micsorarea greutatii rotorului prin mo toarele disc. Desi teoretic, orice motor
electric este susceptibil de utilizare, pentru actionarea robotilor se utilize aza numai motoare
de curent con tinuu si pas cu pas, primul datorita sistemelor performante de control, iar al
doilea datorita facilitatil or pe care le ofera în controlul în bucla deschisa la operatiile de
pozitionare .
Dezavantajul principal al acestor actionari este greutatea componentelor. Raportul
putere – greutate sau moment – greutate este mai mic decât la actionarile hidraulice. Acea sta
greutate nu poate fi redusa în mod semnificativ datorita circuitului magnetic care, pentru
asigurarea unor performante ridicate necesita o geometrie corespunzatoare.
Utilizarea motorului de c.c în actionarea robotilor impune :
a) un sistem de control u tilizând tahogeneratoare si transformatoare de pozitie;
b) un sistem mecanic care sa realizeze conversia miscarii de rotatie in miscare de
translatie;
c) un sistem mecanic pentru blocarea motorului .
Motoarele de curent continuu sunt formate din doua parti : un sistem de excitatie si o
înfasurare dispusa într -o armatura rotorica. Un sistem de comutatie, asigura în permanenta un
sens unic al curentului în raport cu câmpul magnetic, deci asigura o forta în directie
constanta.
Schema echivalenta simplificata a motorului de curent c.c cu excitatie separata este
prezentata în figura 2.11.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
18
Fluxul magnetic este proportional cu valoarea curentului de excitatie ,
Φ= k e*Ie (2.1)
iar ecuatiile ce guverneaza regimul stationar (neglijând anumite efecte secundare) sunt :
Ue=Re*I (2.2)
U=R *I+E c (2.3)
Ec=k*ω*Φ (2.4)
iar cuplul electromagnetic creat M :
M * ω = E * I (2.5)
Daca motorul lucreaza sub curent de excitatie constant, atunci fluxul este constant deci
Ec= k'
* ω (2.6)
M =k 1 * l (2.7)
iar ω=
(2.8)
Caracteristicile statice de functionare se obt in din aceasta ultima relatie.
Daca opereaza în curent de excitatie variabil si tensiune de alimentare constanta, atunci
ecuatiile de functionare devin :
M= k * Φ* l (2.9)
U= k * Φ+R * l (2.10)
ω=
(2.11)
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
19
Fig 2. 11 Motor curent continuu cu excitatie separat ă
Ultima relatie indica o dependenta neliniara pronuntata a vitezei în raport cu fluxul,
deci curentul de excitatie. Aceasta neliniaritate complica legea de control si face ca regl ajul
turatiei prin controlul curentului de excitatie sa fie rar utilizat în sistemele de actionare, în
general, si a robotilor, în particular.
2.4.2. Motorul pas cu pas
O definiție simplă a motorului pas cu pas este: „un dispozitiv electromecanic care
convertește impulsurile electrice în mișcări mecanice discrete”[ 14]
Motorul pas cu pas este un convertor electromecanic care transforma un set de
impulsuri digitale intr -o miscare proportionala a axului sau. Miscarea rotorului sau reprezinta
deplasari u nghiulare discrete, succesive care au marimi egale si care reprezinta pasii
motorului. Daca acesta functioneaza corect numarul pasilor corespunde exact cu numarul
impulsurilor de comanda aplicate pe fazele acestuia. Deplasarea unghiulara totala este
format a din numarul de pasi egal cu numarul de impulsuri de comanda aplicate pe fazele
motorului si care determina pozitia finala a rotorului. Acesta are capacitatea de a memora si
retine pozitia pana la urmataorea serie de impulsuri aplicate pe fazele acestuia .
Vitezele unui motor pas cu pas pot fi reglate in limite largi prin modificarea frecventei
impulsurilor de intrare . Aplicațiile acestora motoare sunt limitate la situațiile în care nu se cer
puteri mari (puteri uzuale cuprinse între domeniile m icrowațilo r si kilowaților). Motorele pas
cu pas sunt utilizate în aplicații de mică putere, caracterizate de mișcări rapide, precise,
repetabile: plotere x -y, unități de disc flexibil, deplasarea capului de imprimare la imprimante
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
20
serie, acționarea mecanismelor de orientare si prehensiune la roboti, deplasarea axială a
elementelor sistemelor optice, mese de poziționare 2D pentru mașinile de găurit.
Construcție și clasificare
Din punct de vedere al construcției circuitului magnetic sunt :
MPP cu reluctanță variabi lă (de tip reactiv);
MPP cu magnet permanent (de tip activ);
MPP hibride.
Motorul pas cu pas hibrid este o
combinație a primelor două tipuri,
fiind varianta de motor utilizată în
marea majoritate a aplicațiilor.
Constructiv, rotorul motorului este
constituit dintr -un magnet permanent
cu mai multi poli și un stator din material feromagnetic pe care sunt realizate infășurările.
Unghiul de rotație (pasul motorului) este determinat de relația existentă între numărul de poli
ai statorului și numărul de poli ai rotorului. La apariția unui semnal de comandă pe unul din
polii statorici rotorul se va deplasa până când polii săi se vor alinia în dreptul polilor opuși
statorici. Rotirea se va face practic din pol în pol.
După felul în care sunt conectate înfășur arile, motoarele pas cu pas pot fi: bipolare sau
unipolare
Fig.2.12 Motoare pas cu pas polare sau bipolare
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
21
În cazul motoarelor pas cu pas unipolare fiecare dintre cele două bobine are o priză
mediană care se conectează la borna pozitivă a sursei de alimentare. Mișcarea de rotație este
generată prin legarea succesivă la masă a câte unei înfășurări statorice. În cazul motorului
bipolar mișcarea are loc prin schimbarea sensului curentului in înfășurările statorice.
Comanda pașilor MPP poate realiza în mai multe moduri:
Secvență simplă (wave drive), în care este alimentată pe rând câte o singură fază
statorică. În acest caz cuplul motorului este aprox .30% de valoarea nominală Este utilizată în
cazurile unde se impune un consum redus de energie
Secvență dublă (full step) în care sunt alimentate simultan câte 2 faze. Este cea mai des
utilizată metodă. Cuplul dezvoltat de motor și frecvența de pășire au valori maxime.
Secvență mixtă (half step) presupune alimentarea, succesivă a unei faze, urmată d e
alimentare a 2 faze, șamd. În acest caz unghiul de rotație este jumătate din pasul nominal al
motorului.
Micropășire (microstepping) este o metodă specială de control în poziții intermediare
celor obținute prin primele trei metode. De exemplu, pot fi re alizate poziționări la 1/10, 1/16,
1/32, 1/125 din pasul motorului, prin utilizarea unor curenți de comandă a fazelor cu valori
diferite de cea nominală, astfel încât suma curenților de comandă prin cele două faze alăturate
comandate simultan, să fie const antă și egală cu valoarea nominală. Cu ajutorul acestei
metode sunt asigurate atât poziționări fine, cât și operări line, fără șocuri, însă cuplul
dezvoltat este mai mic decât în primele trei cazuri .
Avantaje :
asigură univocitatea conversiei număr de impul suri /deplasare unghiulară deci pot fi
utilizate în circuite de control în buclă deschisă;
gamă largă a frecvențelor de comandă;
precizie de poziționare și rezoluție relativ mare;
permit porniri, opriri și schimbari de direcție fără pierderi de pași;
memor ează poziția;
compatibilitate cu tehnica numerică
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
22
Dezavantaje
schema de alimentare și comandă trebuie adaptată la tipul motorului
unghiul de rotație are valori fixe determinate de particularitățile constructive ale
motorului;
viteza de rotație este limit ată ;
momentul de torsiune (cuplul motorului) are valori relativ scăzute;
randament scăzut
Domenii de utilizare :
– echipamente periferice de calcul (Imprimante, plottere, scanere )
– mașini automate de gravat/decupat, mașini unelte cu comandă numerică
– sisteme de poziționare în industria optică (microscoape, proiectoare)
– aparate foto și camere video
– roboți industriali,
– ceasuri electronice.
2.4.3. Motorul Brusheles s
Motorul de curent continuu fără perii (fără colector), în engleză Brushless DC electric
motor, prescurtat BLDC motor, este un motor electric de curent continuu, la care comutația
căilor de curent necesară învărtirii rotorului se realizează electronic. Poate fi numit și motor
de c.c. fără colector, fiindcă colectorul și periile colectoare formea ză împreună (la motorul cu
perii), un dispozitiv complet de comutare electromecanică.
Motorul fără colector și perii, este un motor electric sincron alimentat în curent
continuu, care funcționează cu ajutorul unui sistem electronic de comutație. Comutarea
necesară rotirii rotorului este comandată și controlată prin intermediul unui circuit electronic
microprocesor.
Principalul avantaj este o comutare "fără scântei de perii", care reprezintă la motorul
cu perii un factor de distorsiune a sistemului de alime ntare de curent continuu, prin
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
23
reinjectarea de impulsuri parazite în sens invers. Impulsurile de tensiune parazite
deranjează pe alți consumatori conectați la aceeași rețea.
Durata de viață este sensibil mai mare în raport cu motorul cu colector, unde uzur a
periilor grafitoase o limitează și generează periodic probleme de service (întreținere).
Lipsa dispozitivului electromecanic, colector și perii, înlătură limitarea vitezei
maxime dictată de încălzira periilor colectoare existentă la motorul de c.c. clasi c.
Pentru perceperea poziției reale a rotorului aflat în mișcare și a numărului de rotații pe
unitatea de timp (turație) se folosesc diferite metode:
1. Senzori Hall
2. Senzori optici dispuși pe stator
3. Comutare nesenzorizată
Pentru comutarea nesenzorizată a se nsului curentului, se percepe poziția reală
momentană a rotorului folosind contratensiunile induse în bobinele statorului, care sunt
preluate de circuitul de comandă și control electronic (microprocesat), și prelucrate ca atare
(valorificate). Totuși pentr u a putea fi folosite (amplitudinal) respectivele tensiuni, este
necesar mai întâi, ca rotorul să ajungă la o anumită turație și de aceea, pornirea acestui tip de
motoare (MCCFP = motoare de c.c. fără perii) cu comutare nesenzorizată se face fără control
al poziției (plastic exprimat: "orbește"), la fel ca la motoarele sincrone clasice.[4 ],[9]
Construcție și clasificare
Motorul de curent continuu fără perii este construit în principal din două părți
componente: stator și rotor . Statorul este partea fixă a motorului, ce include carcasa și
înfășurările statorice. Acestea pot avea o fază două sau trei faze. Cel mai utilizat model este
cel cu trei faze legate în stea.
Rotorul este reprezentat de magneți permanenti , care trebuie instalați în circuitul
magnetic astfel incăt să se obțină inducția necesară.
Din punct de vedere al soluției constructive statorul poate fi:
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
24
– în exteriorul motorului
Fig 2.13 Stator motor î n exerior
– În interiorul motorului
Fig 2.14 Stator mo tor în interior
Domenii de utilizare :
Roboți industriali, Medicină, Tehnica de calcul, Vehicule electrice, Benzi transportoare,
Aparate electrocasnice, Modelism
Avantaje
Sunt eliminate neajunsurile comutatiei mecanice
Momentul de torsiune (cuplul motorului) are valori ridicate;
Fiabilitate, robustețe și simplitate structurală
Control ușor al vitezei
Dezavantaje
Schema de alimentare și comandă este complicată și trebuie adaptată la tipul
motorului
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
25
Pret de cost ridicat [7]
2.4.4. Pneumatică
Una dintre ce le mai economice și comode mijloace de acționare o
reprezintă acționarea pneumatică [6]. Aceasta s -a utilizat pe scară largă la acționarea
mâinilor mecanice și a manipulatoarelor, pentru sarcini relativ reduse.
Princepale avantaje ale aceste actionari sunt :
economicitatea soluției de acționare ;
simplitatea schemelor de comandă -reglaj ;
posibilitatea supraîncărcării surselor;
motoare fără pericol de avarii;
pericol redus de accidente;
întreținere ușoară și nepoluarea mediului.
Pe langa aceste avatnaje exista si o serie de dezavantaje:
compresibilitatea ridicată a aerului din incinta camerelor motoare și a conductelor
(motiv pentru care nu se utilizează în acționări de mare precizie);
randament scăzut, datorită presiunii scăzute ;
apariția unor șocuri me canice la capetele curselor pistoanelor cilindrilor pneumatici;
producerea unor zgomote specifice caracteristice deversării în atmosferă a aerului de
retur și funcționării cu șocuri a aparatelor de comandă ;
depunerea condensului de apă în incintele aparat elor de execuție și reglare și de aici,
pericolul de corodare și dereglări de funcționare.
Compresibilitatea fluidului (aerului) face ca sistemele de control să fie utilizate în
special la elementele mecanice care lucrează pe principiul ”tot sau nimic” fă ră a fi necesar
un reglaj intermediar. Ca urmare, ele pot fi introduse cu succes la dispozitivele de
acționare ale griperelor unde sunt conturate întotdeauna numai două stări distincte:
deschis și închis.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
26
Controlul poziției unui element mecanic prin sist eme pneumatice este rar utilizat
datorită performanțelor slabe rezultate în comparație cu cele electrice sau hidraulice.
Aces te rezultate slabe se atribuie compresibilității fluidului care introduce un timp de
propagare, de întârziere, în dinamică dispozit ivului. De asemenea, o deficiență de bază o
constituie faptul că aceste sisteme utilizează controlul după debit, parametru ce nu este
întotdeauna indicat pentru controlul pneumatic al unei mișcări. Din acest motiv, se
recomanda utilizarea unui control al p resiunii ce duce la o îmbunătățire considerabilă a
performanțelor dar este mult mai complex și costisitor. [21]
2.4.5. Actuatori neconvenț ionali
Acționarea propriu -zisă este obținută pe trei căi distincte, interacțiunea
câmpurilor, interacțiune mecanică și d eformații limitate.
Interacțiunea câmpurilor magnetice , a curentului electric cu câmpuri magnetice
precum și interacțiunea sarcinilor electrice permit materializarea unor actuatori care au cursă
teoretic nelimitată sau limitată, putând fi concepuți ca actuatori liniari sau rotativi.
Acționarea bazată pe interacțiunea mecanică presupune asigurarea fluxului de
energie prin intermediul unui agent fizic, de regulă un lichid sau un gaz, a cărui presiune sau
debit determină depl asarea sau deformarea unor elemente active. Astfel, actuatorii cu
elemente deplasabile rotative sunt motoarele cu palete cu rotație parțială sau totală, turbinele
iar actuatorii liniari de acest tip sunt reprezentați de cilindri. Actuatorii liniari cu ele mente
deformabile sunt cei cu tub flexibil și cei cu tub Bourdon iar cei de rotație au în structură
elemente active sub formă de tub răsucit sau tub anizotropic, curbat.
Actuatorii a căror funcționare se bazează pe deformațiile liniare și u nghiulare
limitate au în structură unul sau mai multe elemente din materiale "inteligente" – materiale
care au capacitatea de a se deforma controlat, confecționate sub formă lamelară dreaptă sau
curbată preformată, cilindrică, formă de disc, bară, bară de torsiune, membrană, arc spiral sau
elicoidal, astfel încât se obțin atât deplasări liniare cât și deplasări unghiulare.
O caracteristică esențială a elementelor din structura actuatorilor este faptul că au un
triplu rol:
rol structural (de a prelua încărcările și sarcinile transmise);
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
27
rol senzorial (oferind suplimentar posibilitatea integrării în structură a senzorilor
și traductorilor, pentru a obține un control în buclă închisă);
rol de acționare.
În privința integrării într -un sistem, un actuato r conectează partea de procesare a
informației din unitatea de control a sistemului cu procesul care trebuie investigat.
Fig.2.15 Actuatori neconvenț ionali
Clasificarea actuatorilor
În funcție de semnalul de intr are folosit pentru comanda actuatorilor, aceștia pot fi
clasificați astfel:
a) actuatori comandați termic (prin intermediul unui flux de căldură):
actuatori pe bază de dilatare a gazelor și a materialelor solide: actuatori cu elemente
active bimetalice
sau ac tuatori pe bază de transformare de fază;
actuatori cu elemente active din aliaje cu memorie;
actuatori cu ceară;
b) actuatori comandați electric (prin intermediul intensității câmpului electric):
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
28
actuatori electrostatici;
actuatori piezo, cu elemente active din piezocristale,
piezoceramici sau piezo -polimeri;
actuatori electroreologici;
c) actuatori comandați magnetic (prin intermediul inducției câmpului magnetic):
actuatori electromagnetici;
actuatori magnetostrictivi;
actuatori pe bază de ferofluide;
d) actuato ri comandați optic (optoelectric sau optotermic):
actuatori termo sau electro – fotostrictivi;
actuatori piro sau piezoelectrici;
e) actuatori comandați chimic:
actuatori polimerici: geluri polimerice, polimeri conductivi, polimeri
electrostrictivi;
actuato ri pe bază de reacții chimice însoțite de degajare de gaze;
f) alte tipuri de actuatori, b azați pe alte fenomene fizice.[7 ]
2.5. Senzori utilizați pentru roboț ii mobili
2.5.1. Caracteristici generale și clasificări ale principalelor tipuri de senzori
Senzorii sunt disp ozitive componente ale roboților mobili care pot măsura diferite
proprietăți ale mediului din jurul acestora, cum ar fi: temperatura, distanța, rezistența fizică,
greutatea, mărimea. Un senzor poate fi activ sau pasiv. Senzorii activi sunt acei senzori car e
emit energie în mediu pentru a putea observa anumite caracteristici ale acestuia, spre
deosebire de senzorii pasivi care primesc energie din mediu pentru a putea prelua informația.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
29
De asemenea, toate tipurile de senzori sunt caracterizate printr -o serie de proprietăți,
cele mai importante fiind:
Sensibilitatea: raportul dintre semnalul de ieșire și semnalul de intrare;
Liniaritatea: exprimă dacă raportul dintre intrare și ieșire este constant;
Intervalul de măsurare: diferența între distanța minimă și ma ximă măsurabilă;
Timpul de răspuns: timpul necesar pentru ca informația de la intrare să fie
observabilă la ieșire;
Acuratețea: diferența între semnalul măsurat și semnalul real;
Repetabilitatea: diferențele între măsurători succesive ale aceleiași entităț i;
Rezoluția: exprimă cea mai mică unitate de incrementare a semnalului măsurat;
Prețul senzorului;
Puterea de calcul necesară pentru a interpreta rezultatele;
-Tipul de semnal la ieșire;
-Greutatea, mărimea și cantitatea de energie consumată pentru a face o
măsurătoare.
Fig.2.16 Variant ă de clasificar e a senzorilo r din dotare a roboților
Cele două ramificații principal e permit grupare a senzorilo r în două categorii mari:
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
30
1. Senzori i intern i (denu miți de unii autor i și intero -receptori ), care servesc la obținerea
unor informații legate de funcționare a robotului , cum ar fi poziția relati vă a elementelor
cuplelo r cinematice, vitezel e și accelerațiil e liniar e și unghiulare , defor mațiile ele mentelo r
lanțulu i cinematic . Acestia pt fi de pozitie, de forta , de detectie in infrarosu, de
acceleratie, cu efect Hall.
2. Senzor i extern i (denum iți de unii autor i și extero -receptori ), utilizaț i pentr u culegerea
unor informații asupr a mediulu i înconju rător și asupr a interacțiuni i robot/ mediu;
servesc la identificare a preze nței și stabilire a tipului , poziției, orientării , culori i sau a
altor proprietăț i ale obiectelo r din mediu, la identificare a unor obstacole , la deter minare a
forțelor de intera cțiune robot/mediu. Acestia pot fi cu ultrasunete, de atingere, de forta,
de cunoare, de lumina, camere video.
Un criteri u care poate permite clasificare a senzorilo r extern i este cel referito r la contactul
cu obiectel e din mediu (fig.2.16). Un senzo r care măsoar ă pozițiile/deplasăril e în cuplele
cinematice este un senzo r intern , un senzo r de investigare, care baleia ză mediul înconju rător pe
principiu l radarului , este un senzo r exter n fără contact , un senzo r tactil este u n senzo r exter n cu
contac t direct , iar un senzo r de forță/ moment este un senzo r exter n cu contac t indirect , întrucâ t
forțele de intera cțiune cu mediul nu sunt exercitat e direc t asupra senzorului , ci sunt resimțite de
acest a prin propa garea lor de-a lungul unor elemente inter mediare .
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
31
Fig. 2.17 Clasificarea senzorilor externi
Senzori i fără contac t pot servi la recunoaștere a obiectelor , a poziție i și orientări i lor
și la controlu l calității . Senzori i de proxi mitate sunt senzor i de zona foarte apropia tă; ei
furnizeaz ă informații despr e existenț a obiectelo r și sunt montaț i pe efectoru l final sau în
apropiere a acestuia . Senzori i optic i sunt senzor i de zonă apropiată , iar cei de investigare de zon ă
îndepărtată . Montare a acestor a se poate face și în afara robotului , în spațiul său de lucru .
Informațiile de la senzori i cu contac t sunt generat e prin cuplar e direct ă sau indirec tă.
Cuplare a indirec tă permite măsurare a forțelor și momentelo r care solici tă un întreg sistem
mecanic, de exemplu, efectoru l final. În cazul cuplării directe , informația este generat ă de
contactu l nemijloci t dintre senzo r și obiect .
Orice senzo r poate fi privit însă ca o "cutie neagră", la intrare a căreia se aplică
mărimile fizic e care urmează a fi măsurate , ieșirea fiind constitui tă din semnale electrice ,
adecvate trans miterii către sistemul de comandă (fig.2.19)
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
32
Fig.2.18 Schema bloc a unui senzor cu semnale intre/iesire
Fig.2.19 Clasificarea caracteristicilor seozorilor
Ținând cont de marea diversitate a senzo rilor, atât în ceea ce privește
principiile lor constructive, cât și domeniile de aplicație, acest capitol nu își propune o
trecere în revistă, chiar sumară, a mai mult or categorii de senzori, ci o focalizare pe un
singur tip, ales în contextul obiectivelor acestui curs, pe baza următoarelor motivații:
Senzorii de poziție/deplasare pot fi întâlniți în cvasi -totalitatea sistemelor
mecatronice și se bazează pe cele mai var iate principii de măsurare: pot fi senzori
analogici sau numerici, optoelectronici, inductivi, magneto -rezistivi, magneto –
strictivi, cu traductoare Hall etc. În cadrul fiecărui ansamblu motor – mecanism de
acționare – sarcină există, în general, cel pu țin un senzor de poziție/deplasare, care
măsoară deplasarea sarcinii și furnizează informațiile pentru buclele de reglare.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
33
Considerațiile legate de prelucrarea informațiilor în cazul senzorilor numerici
incrementali, care vor fi prezentate în deta liu, permit o înțelegere sugestivă a
rolului pe care îl are integrarea cât mai multor prelucrări și funcții într -un singur
circuit în reducerea eforturilor și timpului de proiectare și realizare a unui produs
mecatronic
Senzorii din roboții mobili se pot clasifica și independent de gruparea interni -externi,
numai pe criteriul funcțional, astfel:
senzori de distanță – acei senzori care oferă informații despre distanța între
senzor și obiectul de măsurat din mediu;
senzori de poziție – acei senzori care ofer ă informații despre poziția robotului în
termeni absoluți;
senzori de mediu – acei senzori care oferă informații despre diverse proprietăți și
caracteristici ale mediului (exemplu: temperatură, culoare);
senzori inerțiali – acei senzori care măsoară propri etăți diferențiale ale poziției
robotului (exemplu: accelerația).
Caracterizarea generală a senzorilor se poate face pe baza relației (f) dintre
proprietățile fizice de interes ale mediului (e) și informația primită de la un senzor (r) ar putea
fi modela tă prin ecuația: r = f(x) (2.12)
În principiu, orice model al unui senzor ar trebui să includă și un model intern al
zgomotului care poate afecta senzorul în momenrul citirii informației. Problema de a recupera
informația din mediu din datele primi te de la senzor poate fi destul de complex
Un senzor este considerat instabil dacă pentru variații mici ale intrării, ieșirea se
schimbă radical. În caz general, pentru un senzor cu ieșirea f(e), instabilitatea se referă la:
(2.13 )
În principiu orice tip de senzor poate fi afectat de mai multe tipuri de erori. Dintre
acestea, cele mai importante sunt erorile incidentale, erorile sistematice și erorile stohastice.
Erorile incidentale apar ocazional și pot avea un efec t neprevăzut asupra informației, ele
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
34
provenind în cea mai mare parte de la măsurători efectuate greșit. Erorile sistematice au o
influență predictibilă asupra acurateții informației,acestea provenind de la o interpretare
greșită a parametrilor în algoritmi i de estimare, sau din cauza unor neconcordanțe
(incertitudini) în modelare. În fine, erorile stohastice au un caracter aleator, ele diferind de
fiecare dată când robotul execută aceeași operație. [2]
2.4.2. Senzori pentru mă surarea poziției
Orice funcție tehnlogică impusă unui robot cere executarea unei mișcări după o
traiectorie dată. Obținerea acestei traiectorii necesită, la rândul ei, cunoașterea în orice
moment a poziției, vitezei și uneori a accelerației elementelor sistemului mecanic.
Aceste date reprezintă informația căii de reacție a sistemului de conducere și asigură
corectitudinea realizării traiectoriei programate.
Informațiile privind poziția, viteza și accelerația sunt obținute prin sisteme de
măsur are specifice, desemnate în mod curent sub denumirea de traductoare de poziție,
viteză și respectiv accelerație. Aceste sisteme nu reprezintă o caracteristică proprie
roboților astfel încât metodele de măsurare ca și dispozitivele respective sunt aceleași
ca cele utilizate în comenzile numerice ale mașinilor unelte. Din acest motiv, ele vor fi
denumite în continuare ca traductoare de măsură.
Aceste traductoare convertesc o deplasare a elementelor mobile într -un semnal
electric compatibil cu prel ucrări numerice ulterioare. În cele ce urmează vor fi trecute
în revistă principalele traductoare de deplasare utilizate precum și caracteristicile lor de
bază.
Traductoare analogice. Măsurarea analogică a poziției este cel mai simplu
sistem de măsurare. În figura de mai jos sunt reprezentate două sisteme, unul pentrru
deplasăriliniare iar celălalt pentru deplasări unghiulare.
Conectarea cursorului potențiometrului la elementul mobil permite măsurarea
unei tensiuni,
ux
u1=kx; (2.14)
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
35
Fig 2.20 Deplasari liniare si unghiulare
În mod similar, pentru deplasări unghiulare rezultă,
uα=kα (2.15 )
În general, măsurarea liniară rezistivă nu este indicată. Măsurarea unghiul ară
este utilizată datorită simplității soluției și prețului de cost foarte mic. Cu toate acestea,
trebuie subliniat faptul că aceste sisteme dau erori mari iar rezoluția măsurării este
scăzută.
Traductoarele numerice . Traductoarele din această categorie c onvertesc
mărimea măsurată, deplasarea, într -un număr N corespunzător numărului de cuante de
deplasare echivalent cu distanța parcursă. După modul în care este redat acest mumăr
N se disting două tipuri de traductoare: incrementale la care ultima poziție a tinsă este
obținută din poziția precedentă prin cumularea cu numărul de cuante corespunzătoare
deplasării și absolute în care numărul de cuante este codificat într -un cod adecvat.
2.5.3. Accelerometre ș i giroscoape
Pentru măsurarea accelerațiilor se utili zează dispozitive denumite accelerometre .
După principiul de funcționare, acestea pot fi:
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
36
accelerometre piezoelectrice;
accelerometre piezorezistive;
accelerometre cu amplificator mecanic;
accelerometre cu reacție.
Accelerometrele piezoelectrice. Ele au la bază un traductor piezoelectric, prezentat
anterior, și se pot realiza în trei variante constructive.
Accelerometrele piezoelectrice de compresie ( fig. 2.21 ) au o placă de bază PB
prevazută cu o mufă, care se plasează direct pe piesa a cărei acceler ație se măsoară. Pe placa
de bază sunt plasate două pastile piezoelectrice PP asupra cărora acționează masa seismică
MS. Resortul spiral K are rolul de a pretensiona întregul sistem mecanic.
Fig.2.21 Accelerometru piezoelectric de
compresie.
Aceste tr aductoare, care răspund la vibrațiile longitudinale, au o frecvență de
rezonanță ridicată și o mare robustețe. Ele prezintă însă și o sensibilitate mai mică la vibrațiile
transversale, sensibilitate ce variază între o valoare minimă și una maximă în funcți e de
unghiul de orientare. Pentru ca influența sensibilității transversale să fie cât mai redusă, pe
traductor se marchează direcția pentru care această sensibilitate este minimă; la montare,
traductorul se orientează cu marcajul în direcția în care oscila țiile longitudinale sunt maxime.
Accelerometrele piezoelectrice de forfecare au elementul piezoelectric de formă
circulară sau pri smatică triunghiulară (fig. 2.22 ).
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
37
Fig.2.22 Accelerometru piezoelectric de forfecare
Pastila piezoelectrică cilind rică PP este lipită printr -un adeziv conductor AC de un ax
prelungit din placa de bază PB și respectiv de masa seismică MS; C este carcasa aparatului.
În acest caz vibrațiile produc unde de forfecare în materialul piezoelectric. Spre deosebire de
accelerom etrele de compresie, aceste traductoare au o sensibilitate redusă la tensiunile
mecanice din piesa de bază și la influențele termice, însă prezintă o anumită fragilitate.
Accelerometrele piezoelect rice cu lame în consolă se bazează pe arcuirea lamelor
piezoelectrice LP încastrate sub acțiunea masei sesm ice MS (fig. 2.23 ). Lamele realizează
sensibilități mari la frecvențe joase, însă sunt destul de fragile.
Fig.2.23. Accelerometru piezoelectric cu lame în consolă.
Accelerometrele piezorezistive. Acestea se compun dintr -o masă seismică MS
suspendată pe o lamă elastică încastrată LE a cărei deformație se măsoară cu ajutorul unor
mărci tensometrice MT (fig. 2.24 ,a). Banda de frecvențe a acestui acc elerometru începe de la
zero și este limitată superior de frecvența proprie de rezonanț a, dar și de amortizarea
traductorului. Amortizarea traductorului se face introducând traductorul în ulei siliconic.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
38
Fig.2.24 . Accelerometru piezorezistiv cu lamă ela stică:
a) varianta clasică; b) varianta îmbunătățită.
O variantă îmbunătățită de accelerometru piezorezisti v este prezentată în figura 2.24 ,b.
Lama elastică, de formă eliptică, are decupaje care, pe de o parte reduc masa lamei (masa
seism ică trebuie să fie preponderentă), iar pe de altă parte scad sensibilitatea transversală a
traductorului. Lamelele elastice se construiesc din oțel.
Accelerometrele piezorezistive cu lamă elastică se folosesc ca traductoare de joasă
frecvență și pentru mă surarea accelerațiilor constante – accelerația vehiculelor; banda lor de
frecvențe este cuprinsă între 0 și 1000 Hz cu domeniul de măsurare de 1 -500 g, unde g este
accelerația gravitațională.
Comparativ cu accelerometrele piezoelectrice, accelerometrele p iezorezistive prezintă
avantajul că au impedanța echivalentă mică și sunt mai puțin sensibile la mărimile de
influență exterioare.
Accelerometre cu reacție . Schema de principiu a unui accelerometru cu reacție este
prezentată în figura 2.25. Într -un câmp m agnetic intens, realizat de un magnet permanent MP,
se plasează un cadru bobinat mobil CBM. Solidar cu cadrul este prinsă masa seismică MS,
prin intermediul unei tije TJ. Sub acțiunea vibrațiilor, care au direcția perpendiculară pe axa
cadrului, are loc de plasarea masei seismice ce rotește cadrul, rotire sesizată de traductorul de
deplasare unghiulară T.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
39
Fig.2.25 Accelerometru cu reacție
Semnalul de la ieșirea traductorului este amplificat în amplificatorul A și introdus în
cadru sub forma unui curen t de reacție, care dă naștere unui cuplu activ ce restabilește cadrul
în poziție inițială. Accelerația are expresia:
aKI
mr , (2.16)
unde m este masa seismică, r raza de girație a mas ei seismice, I curentul prin bobina
cadrului iar K o constantă ce depinde de inducția câmpului magnetic, numărul de spire,
suprafața cadrului și factorul de amplificare al amplificatorului.
Banda de frecvențe pentru aceste accelerometre este redusă (0 …100 Hz), pentru un
domeniu de măsurare de ordinul 10 g, cu o rezoluție ce atinge 10-6g. Ele sunt însă mai puțin
folosite din cauza prețului de cost ridicat și a fragilității pe care o prezintă.
Fig 2.26.Accelerometru
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
40
Modul de fixare a acc elerometrelor depinde de gama de frecvențe în care se urmărește
obținerea răspunsului. Astfel, dacă pentru frecvențe joase, sub 10 Hz, este suficientă
realizarea unui contact într -un punct de atingere, pentru frecvențe medii, până la 1 kHz,
fixarea se face prin lipirea traductoarelor cu un adeziv rapid. La frecvențe mai ridicate, până
la 100 kHz, ele se fixează cu șuruburi. Suprafețele trebuie să fie plane, cu rugozitate cât mai
mică. Cuplul de strângere este foarte important, deoarece poate să ducă la apar iția unor
tensiuni mecanice suplimentare sau chiar la deformarea traductorului. [8]
Fig. 2.28 Giroscop
Giroscopul este un obiect sferic sau în formă de disc care se poate roti liber în orice
direcție, întâmpinând o rezistență redusă din partea forț elor de frecare. Giroscoapele sunt
folosite adesea pentru a ilustra legea de conservare a momentului cinetic sau legea inerției de
rotație care ne învață că un obiect aflat în mișcare de rotație în jurul unei axe va continua să
se rotească în jurul aceleia și axe până când din exterior se va interpune un vector forță care îi
va schimba direcția de rotație.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
41
Fig 2.29 Giroscop 3 axe
Giroscopul convențional care intră în compunerea sistemelor mecanice este format
dintr -un rotor în formă de disc m ontat pe un ax de rotație, care, la rândul său, este prins de o
articulație cardanică. Există două articulații cardanice, cea internă – care susține rotorul și
axul de rotație, și una exterioară, pe care este prinsă prima. Sistemul cardanic descris anterio r
este prins la rându -i de un cadru de susținere, întregul ansamblu minimizând orice acțiune
exterioară asupra rotorului, astfel că orientarea acestuia rămâne fixă, indiferent de mișcarea
platformei pe care giroscopul este montat.
Fig. 2.30 Giroscop in miscare
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
42
Pământul în mișcarea sa de rotație, ca și titirezul, sunt două exemple clasice de
giroscop. În viața cotidiană putem observa deseori mișcări de acest tip, în cazul cărora legea
inerției de rotație facilitează și prelungește d urata deplasării. De pildă, o minge de rugbi este
mult mai facil de aruncat dacă i se imprimă o mișcare de rotație pentru a se comporta
asemenea unui giroscop. Atunci când i se imprimă o asemenea traiectorie, mingea își va
păstra orientarea pe toată durata aruncării. Dacă vârful mingii de rugbi este puțin înclinat față
de direcția de rotație, unghiul de înclinație se va păstra până la recepția balonului oval la
destinație. De asemenea, un glonț care părăsește țeava puștii descrie și el o mișcare de rotație,
astfel că dobândește caracteristicile de mișcare ale unui giroscop. Glonțul „mușcă” din aer,
menținându -și astfel traiectoria dorită și fiind mult mai greu de deviat din drumul său spre
țintă. Reculul, rezistența aerului, vântul sau gravitația acționează asupra glonțului pe timpul
deplasării spre țintă, astfel că inerția giroscopică de care beneficiază în momentul în care
părăsește țeava puștii se poate dovedi de mare ajutor.
2.5.4. Senzori tactili
Sistemele tactile oferă robotului posibilitatea de a palpa, a " pipăi" obiectele. În
principiu, acești senzori convertesc deformarea produsă asupra suprafeței sau punctului
de contact într -un semnal electric.
În figura 2.31 este prezentat un astfel de senzor. Elementul principal îl constitue
un palpator P aflat iniția l într -o poziție de echilibru menținută printr -un sistem de
resoarte. Contactul cu suprafața unui obiect determină deplasarea palpatorului și
stabilirea unui contact electric cu bornele de culegere a semnalului electric. Aceste
dispozitive pot detecta apro pierea (contactul) cu un obiect fie pe o anumită direcție
impusă (fig. 2.31, a) fie după o direcție arbitrară (fig. 2.31, b).
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
43
Fig. 2.31 Senzori tactili
O clasă aparte de senzori tactili facilitează operațiile de asamblare. O proble mă
specifică acestui gen de operații o constituie axarea corectă a elementului terminal în orificiul
de montaj în scopul evitării deteriorării prin asamblare. Operațiile robotizate de asamblare se
realizează în două moduri: asamblarea prin contact pasiv (m ișcare compliantă pasivă) și
asamblare activă (mișcare compliantă activă) [10] ,[1].
În primul tip de asamblare robotul nu detectează și nu măsoară erorile de asamblare,
elementul terminal al acestuia fiind suficient de elastic pentru a realiza, prin defor mare
proprie, asamblarea. În figura de mai jos este prezentată această asamblare pasivă. În prima
fază robotul se apropie de orificiul de montaj și datorită dezaxării inițiale se produce
deformarea terminalului, deformare care permite în final introducerea corectă în orificiu.
Fig. 2.32 Si stem de resort
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
44
Este evident că în acest caz nu este vorba de un sistem senzorial propriu -zis, dar acest
sistem constitue punctul de plecare în dezvoltarea unui senzor specializat. Acest senzor se
bazează pe măsu rarea deformării în sistemul de resoarte al terminalului și corectarea poziției
terminalului robotului pînă ce eroarea detectată de senzor se anulează, deci axele de montaj
coincid. Întreaga procedură este desemnată ca asamblare și este prezentată în figur a de mai
jos. Se observă deformarea produsă prin forța F de contact cu obiectul. Această deformare
este măsurată, amplificată și determină rotirea terminalului, prin momentul M aplicat, pînă
cînd senzorul indică anularea deformării. Deci, legea de mișcare impusă robotului tinde să
anuleze efortul asupra senzorului sau, folosind o terminologie utilizată din ce în ce mai mult,
să elimine "stresul asupra mîinii". Privit din acest punct de vedere, un astfel de senzor poate fi
considerat totodată și ca senzor de forță. [20],[1].
Fig. 2.34 Forte actionand asupre si stemulu i de re sorturi
2.5.5. Senzori cu ultrasunete
Categoria de senzori cea mai des întâlnită la un robot mobil o constituie, fără nici o
îndoială, categoria senzorilor ultrasonici. Întâlniți în liter atura de specialitate și sub
denumirea de sonar senzorii ultrasonici folosesc semnale acustice (sunete).
Caracteristici generale Senzorii cu ultrasunete sunt unii dintre cei mai utili și
eficienți senzori din dotarea roboților. Ei permit măsurarea suficie nt de precisă, fără contact, a
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
45
distanțelor față de alte obiecte din mediu și asigură astfel premizele pentru unele dintre cele
mai importante activități ale roboților:
• Măsurarea distanței față de unele repere, fixe sau mobile din mediu, pentru
ancorarea propriei poziții în spațiul de lucru;
• Identificarea obstacolelor din mediu înconjurator, cu poziția și configurația lor, în
vederea stabilirii unei strategii optime pentru ocolirea lor, dar și pentru o eventuală
reconfigurare, în vederea abordării lor di recte;
• Identificarea poziției și orientării unor module, în vederea unei eventuale atașări și
cuplări;
Un emițător sonar transmite un semnal acustic în mediu urmând apoi ca reflecția
acestuia să fie recepționată de componenta detector a senzorului. Timpu l în care semnalul
este receptat înapoi de senzor precum și atenuarea semnalului reprezintă aspecte exploatate
de diferitele tipuri de senzori sonar.
Sunetele transmise de senzorii sonar sunt de regulă în spectrul de sunete ultrasonice,
având o frecvență f oarte înaltă pentru a nu putea fi detectate de urechea umană. Principiul de
funcționare al senzorilor sonar a fost împrumutat din lumea animală, atât liliecii cât și delfinii
folosind aceleași tehnici pentru a localiza și identifica diferitele caracteristi ci ale unui anumit
robot
Principiul de funcționare al senzorului cu ultrasunete
Principiul de funcționare al unui senzor ultrasonic tipic este prezentat în Figura 5
(Vss, Vdd – tensiune alimentare sursa -drena).
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
46
Fig. 2.35 Principiul de funcționare al sen zorului cu ultrasunete
Măsurarea distanței constă în măsurarea timpului de propagare a undelor între
reperele considerate. D= v , unde : D – distanța , – timpul măsurat, v – viteza de
propagare a undei în mediul considerat.
În general depinde de i ndicele de refracție al mediului, care la rândul său depinde de
mai mulți parametrii (temperatură, presiune, umiditatea aerului, lungimea de undă), iar
cunoașterea exactă a acestui aspect poate îmbunătăți precizia măsuratorilor.
Implementarea metodelor ș i tehnicilor de inovare și creativitate a pornit de la exploatarea
potențialului inovator al platformelor mecatronice educaționale în scopul dezvoltării gândirii
integratoare, a stimulării creativității, a flexibilității și capacității de adaptare a profes orului,
respectiv elevului pentru a răspunde cu operativitate nevoilor în continuă schimbare ale pieței
muncii.
Sistemele mecatronice au o vastă aplicabilitate în diferite domenii. [1]
2.6. Sistemul de teleoperare
Odata cu dezvotlarea robotilor si cu integrare a lor in difite domenii de activitate ,
cercetatori au fost nevoitii sa caute anumite cai pentru a putea avea acces la controlul
robotilor. Astfel s -au abordat mai multe sisteme de teleoperare:
la distanta;
prin unde radio;
cu ajutorul dispozitivelor bluet ooth;
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
47
Dintre cele enumerate mai sus amintim teleoperare la distanta.[ 10]
În esență, este vorba despre transmiterea la distanță, prin mediul informatic, a
semnalelor captate de un echipament și a comenzilor adresate echipamentului, decise de un
operator sa u de un sistem de reglare automată. În mod generic, transmiterea comenzilor către
echipamentul aflat la distanță este numită teleoperare, indiferent dacă cel care decide
comenzile este un operator uman sau un sistem de conducere automată. Aplicațiile în ca re
operatorul este conectat la senzorii aflați la distanță, ca și cum s -ar afla în mediul în care sînt
instalați senzorii, sînt numite aplicații de teleprezență. Distanța între echipament și operator
nu va fi luată în considerare, în cadrul acestei lucrări , deși întîrzierea care apare în mediul de
transmisiune este una din problemele cele mai dure, în cazul unei operații de reglare (umană
sau automată).
Acest sistem de teleoperare la distanță, și poate fi impus de una din situațiile:
echipamentul (robot mo bil) operează într -un mediu ostil, periculos pentru operatorului
uman, cum ar fi reactoarele nucleare, zonele de război, etc.;
echipamentul colectează informații (sub diverse forme fizice) din zone inaccesibile
operatorului (spațiul extraterestru, spații î nguste), dar pe care operatorul trebuie să le
perceapă ca și cum ar fi prezent (cum ar fi cazul telechirurgiei) ;
echipamentul trebuie configurat de la distanță (inclusiv roboți mobili sau echipamente
industriale);
echipamentul este disponibil într -un număr mic de exemplare (poate fi chiar unicat) și
trebuie folosit de mai mulți utilizatori, aflați în zone geografice diferite (ca în cazul
experimentelor științifice sau al învățămîntului la distanță).
Structura generală a unei aplicații de teleoperare cuprin de următoarele elemente:
un echipament aflat la distanță față de operator (spre exemplu un robot mobil), capabil
să execute comenzile recepționate, datorită elementeleor de execuție proprii;
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
48
un sistem de traductoare, instalat pe echipament, care furnizează informații despre
evoluția mediului și despre gradul de executare a comenzilor;
un sistem programabil, aflat la distanță față de echipamentul operat, capabil să preia
comenzile operatorului sau să realizeze operația de automatizare (de obicei este vorba
de un calculator de uz general, dar poate fi și unul dedicat);
un mediu de transmisiune, prin care comunică cei doi corespondenți. Mediul poate fi
unul dedicat aplicației sau poate fi rețeaua Intranet sau Internet, cu comunicație pe fir,
prin modemuri radio , pe fibră optică, prin radiație infraroșie etc.;
cîte un mediu software pentru fiecare dintre corespondenți, prin intermediul căruia se
exploatează resursele hardware. De regulă, principiul pe care se bazează programele
din cele două calculatoare aflate î n legătură este principiul client/server.
Fig.2.36 Comanda de la distanț a a unui robot
După cum se prezintă î n figura de mai sus, pentru a putea avea loc comdanda de la
distanța trebuie să avem la dispoziț ie un caluclator lega t la internet ș i un alt calculator la care
este folosit pentru a putea comunica cu robotul. Rolul camerei video este ac ela de a reda in
timp real miscă rile robotului. Calculatorul CLIENT comunica cu caluculatorul SERVER prin
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
49
intermediul unei aplicaț ii, SER VERUL poate citit aplicația care o execută operatorul aflat in
fața calulcatorui CLIENT. Î ntre se rver și robot este o legătură printr -o placă de achiziții
conecatată la un controler unde este transmisă informaț ia de la server. [10]
2.7. Stadiul actual
La ora actulă pe piață sunt foarte multe mo dele de roboți pentru inspec ție care diferă
încep nd cu modul de constuctie, materialul din care sunt construiti, tipul de actionare, etc.
Din acesta motiv aș vrea sa amintesc câteva modele de roboț i care sunt asemanto ri cu
cea ce am realizat in aceasta lucrare.
Fig. 2.37 Robot inspecții ț evi de gaz
Roboț i micro -magnetici de inspecție a carcaselor care sunt peste ț evile de gaz. Acesti
roboți sfideză gravitatia prin atașarea magnetic ă la carcasa metalică .Aceasta atașare magetică
le permite să se miș te în spații inelare înguste. In față și spate au montate camere video care
poate scotca si oferi în timp real imaginea din interiorul tevii , video full motion a suprafeței
exterioare a principalelor gaze. Senzori Pitc h and roll permite navigarea la distanță și oferă
locatia exactă a defecte lor și anomalii lor. Senzori de temperatură și umiditate monitorizează
continuu mediul din interiorul carcasei. Un senzor ii ultrasonic i de grosime pot fi utilizati
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
50
pentru a lua măsură torile de grosime a perete lui la fața locului. Folosind două lasere
proiectate înainte î mpreuna cu camera form ează un sistem de măsurare video care poate fi
utiliza t pentru a efectua măsurători ale defecte lor sau obiectelor găsite in cadrul inelului
carcas ei.
Acești roboți au fost dezvoltați în USA de că tre un consortium de companii care au
angajat o echipa specializ ata pe partea de robotica. Roboții micro -magnetici sunt utilizați î n
momentul de față pentru inspeț ia țevilor de gaz afl ate pe sub autostră zi si prin pă rtile greu
accesibile.
Urmă torul robot este unul destinat curățării aerisilor din fabricile mari:
Fig. 2.38 Ari-100
ARI-100 robotul este cosntruit special pentru curățarea impurităț ilor apă rute în
conductele de aer de 8,5 x 11 inci sau mai mare. Abilitățile sale unice î l face perfect pentru a
face curat in cel mai dur de locuri de muncă cel mai eficient și rapid posibil.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
51
ARI-100 poate poarta 45 kg, deasemeana poate urcă peste obstacole de cativa cm
inaltime , si poate se dota cu orice tip accesorii deoarece are un suportul reglabil, permițându –
i astfel sa isi faca treaba orice loc de munca, indiferent de provocarea de la început până la
sfârșit. Acesta poate fi operat de un singur utilizator. Acest robot este echipat cu camere
rotative d e înalta calitate (180 ° vertical și 360 ° rotație orizontală) pentru a putea reda î n timp
real imaginea din interiorul.
Tot din aceast deomeniu , din domeniul i nspecțiilor fac parte ș i robotii pent ru inpecț ii
vapoare sau vase de transport.
Fig. 2.39 ROV VVL -CJ-M
Acest robot a fost creat special p entru a putea inspec ta suprafata vaselel or sau a
navelor din metal. Avâ nd un design militar, adoptand o platforma monobloc mobila poa te fi
utilizat foarte usor de că tre opera tor. ROV VVL -CJ-M este dotat cu o camera de înaltă
calitate care poate efectua o rotaț ie de 360 d e grade in jurul axei sale, redâ nd astfel în timp
real imaginea filmată . Acesta are un braț mobil pe care este montată camera . Brațul se poate
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
52
apropia sau depă rta camera de locul dorit ofer indui mai multă precizie operatorului in
inspetia care dore ște să o realizeze.
Robotul are pe fiecare șenila câte un rând de magenț i puternici , aceș tia oferindu -i
stabilitate și sguranța deplasării pe suprafete le înclinate.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
53
3. Proiecatarea robotului
3.1. Proiectarea structurii mecanice
Robotul este actionat de doua motoare de curent continuu fiind echipare fiecare cu
cate un reductor, oferind astfel un cuplu mai mare. Aceste motoare actioneaza la randul lor
doua senile din cauciuc care fac pos ibil miscarea robotului atat inainte si inapoi cat si in
laterale. Controlul acestor motoare se face cu ajutorul unui microcontroler.
Prototi pul robotul a fost realizat in Solidwor ks.
Fig.3.1 Prototip Solidworks
Structura robotului este format ă din doua laterale pe care sunt prinse motoarele . De
jur împrejurul acestor laterale este pun o folie de alumminium. Aceste laterale sunt prezentate
in figura de mai jos.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
54
fig.3.3 Laterala vari anta CAD si prelucrata pe Freza
Pentru a rigidiza structura robotului am creat acest suport care este prins î ntre
cele do uă laterale .
fig.3.4 Suport prindere laterale
Sistemul de deplasare a robotului se face cu ajutorul șenilelor. Acestea sunt
din cauciuc și au dimensiune standard de 130mm.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
55
fig.3.5 Șenile model Solidworks
Piesele au fost prelucrate pe freză cu comandă numerică . În figura 3.6 de mai jos este
reprezentată o laterală în timpul procesului de prelucrare.
Fig.3.6 Prelucrare p e Freza
În Fig. 3 .7 este prezentat subansamblul de sustinere a șenilei compus din axul 4, din
rulmentul 624-2RS 3, din flanșa 2 care vine prin presa re în suportul de susț inere a șenilei 1.
Fig 3.8 Subasamblu susținere supot ș enila
1
2
4 3
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
56
Acest subasamblu este format din :
1- Roata sustinere senila
2-Flansa
3- Rulment 624-2RS
4-Ax sustinere
Rulment 624 -2RS
Conform SR EN de rulmenti acest rulment are :
diamtrul exterior D=13 mm
diametrul interior P= 4mm
grosimea rulmentului B= 5mm
3.2. Proiectarea sistemului de acț ionare
3.2.1. Motoarele de curent continuu
Fig.3.9 Rulment 624 -2RS
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
57
Motorul de curent continuu este construit în principal din două părți componente:
stator și rotor .
Fig 3.10 Motor curent continuu
Statorul este partea fixă a motorului, în general exterioară, ce include carcasa 1 și
magneții permanenți 2.
Rotorul este partea mobilă a motorului, plasată de obicei în interior. Este format dintr –
un ax și o armătură ce susține înfășurarea rotorică 3. Pe axul motorului este situat un
colector 4 ce schimbă sensul curentului prin înfășurarea rotorică. Tensiunea de alimentare
este aplicată înfășurărilor rotorului prin intermediul unui sistem de perii fixate pe capacul 5.
Între stator și rotor există o distanță numită întrefier .
Tura ția motorului este proporțională cu tensiunea aplicată înfășurării rotorice și invers
proporțională cu câmpul magnetic de excitație. Turația se poate regla prin variația tensiunii
aplicate motorului de la o valoare minimă până la valoarea nominală. Cuplul dezvoltat de
motor poate fi reglat prin variația curentului aplicat infășurării rotorice. Schimbarea
sensului de rotație se face prin schimbarea polarității tensiunii de alimentare. [8]
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
58
3.2.1.1. Tipuri constuctive
Interfa țarea motoarelor de curent continuu
Dator ită tensiunii și curentului de valori foarte mici furnizate la ieșirea
microcontrolerelor, este nevoie de circuite de amplificare pentru acționarea motoarelor de
curent continuu. O schemă simplă și eficientă pentru comanda acestor motoare este
reprezentată de “puntea H” (în engleză H-bridge ).
Fig 3 .11 Schema de comdata a motorului
O punte H este construită din patru întrerupătoare. Când întrerupătorul S1 și
S4 sunt închise (și întrerupătoarele S2 și S3 sunt deschise), o tensiune pozitivă va fi
aplicat ă motorului. Prin deschiderea întrerupătoarelor S3 și S4 și închiderea lui S2 și S3,
această tensiune este inversată, făcând posibilă rotirea motorului în sensul opus.
Fig. 3 .12 Sensul curentului actionand puntea H
Aranjarea de tip punte H este în gen eral folosită pentru a inversa polaritatea
motorului, însă poate fi folosită și pentru frânarea motorului (motorul se oprește brusc
datorită scurtcircuitării terminalelor sale) sau pentru a lăsa motorul să se rotească liber
până la oprire
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
59
S1 S2 S3 S4 Rezultat
1 0 0 1 Rotire la dreapta
0 1 1 0 Rotire la stânga
0 0 0 0 Rotire liberă
0 1 0 1 Frânare
1 0 1 0 Frânare
Tabel 3.1
Punțile H pot fi contruite din componente electronice sau se găsesc într -un singur
circuit integrat.
Fig. 3 .13 Schema cu puntea H si componente electronice
3.2.1.2. Moduri de comanda (Pwm)
Foarte multe aplicații din domeniul microcontrollerelor au sarcina acționării unor motoare.
De exemplu aplicațiile auto -motoarele de la geamurile electrice, motoarele indicat oarelor de
bord etc. sau aplicațiile din domeniul echipamentelor periferice – imprimantă, hard disc etc.
Sau aplicațiile industriale – acționări de vane, robinete etc. Motoarele pot fi:
de curent continuu cu perii sau fără perii;
motoare pas cu pas;
de curent alternativ cu inducție;
motoare cu reluctanță comutată.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
60
Primele două categorii de motoare sunt utilizate mai des în aplicațiile cu
microcontroller de aceea vor fi abordate în acest capitol. Un motor poate fi comandat de
către un microcontroller atât direct, cât și prin intermediul unor interfețe specializate,
programabile.
Schema bloc a sistemului de acționare cu motor de curent continuu este dată în figura
3.14
Fig 3 .14 Schema bloc a unei acționări cu motor de curent continuu
Pentru a co ntrola turația motoarelor de curent continuu există mai multe metode. Cea
mai simplă ar fi înserierea unui rezistor variabil in circuitul de alimentare al motorului. Prin
modificarea valorii rezistenței se modifică tensiunea aplicată motorului. Variația te nsiunii nu
este proporțională cu variația rezistenței ci depinde și de curentul absorbit de motor. Această
metodă nu este eficientă, având in vedere faptul că se pierde foarte multă energie prin
disipare de căldură.
Cea mai des utilizată metodă de control a turației este comanda cu impulsuri modulate
în lățime PWM ( Pulse Width Modulation).
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
61
Fig.3.15 Semnal unde PWM
Variația turației motorului se face prin creșterea sau micșorarea timpului în care
semnalul de comandă are valoarea 1 logic ( tON). Astfel l a un factor de umplere de 100%,
motorul are turația maximă, deci tON este maxim, iar tOFF este zero. La un factor de umplere
de 50 %, motorul are jumatate din turația nominală deci tON = tOFF. Iar la un factor de
umplere de 0 % motorul este oprit deci tOFF este maxim, iar tON este zero.
(2.34)
3.2.3. Alegerea motorului de acț ionare
Pentru un sistem de actionare format din motor si sarcina se poate scrie ecuatia diferentiala:
(2.35 )
unde : – este momentul rezistent redus
Mm-este momentul motor
-momentul de inertie redus
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
62
În regim stationar (dw/dt = 0), momentul motor este egal cu momentul rezistent redus
Fig.3.16 Diagrama motor
Fig .3.17 Ca lculul momentului minim la roată
Motorul ales este unu de curent continuu de 6V echipat cu un encoder magnetic, având un
reductor de 1 la 19.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
63
Fig.3.18 Motor de curent continuu(IG220053X00041R)
Conform datelor tehnice motorul are urmatoarele caracteristicii:
tensiune de alimentare: 6V;
curent: 200 mA (fără sarcină ) 2,9 A (blocat);
cuplu : 0,69kg cm;
turatie : 2000 Rpm;
reductor:1:53 ;
dimensiuni:32×20,5×21,7 ;
diametru ax: 4mm;
Am ales acest motor deoarece are montat pe ax un encoder cu ajutorul căruie se poate
citi poziția relativă a robotului.
3.2.3 Proiectarea sistemului de comandă a motorului de curent
continuu
Motore le de curent continuu sunt comandate cu ajutorul unui driver DRV8835
fabricat de firma Pololu. Acesta este prezentat în figura de mai jos.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
64
Fig.3.19 TI DRV8835
Texas Instruments DRV8835 este un mic driver dublu cu punte H care poate fi
folosit p entru controlul bidirectional a două motoare de curent continuu . Alimentarea se poate
face de la 2 până la 11 V. Acesta poate furniza până la aproximativ 1,2 A pe canal continuu
și pot tolera curenți de vârf de până la 1 ,5 A pentru cateva secunde, fiind un driver ideal
pentru motoarele mici, care rulează pe tensiuni relativ mici.
3.2.3.1 Schema electrica+ funtionar e
Pentru buna functionare a driverului s -a implementat o schema care are in
componenta un microcontroler ATE MEGA8.
Acesta este un microcontroller AVR de 8 biți de înaltă performanță ce dispune două
countere de 8 biți și unul de 16 biți cu moduri separate de prescalare și comparație. Mai are
încorporat trei canale PWM, 23 de linii input/output programabile și o t ensiune de operare de
4,5-5,5 V. Programarea acestui microcontroller a fost realizată cu ajutorul programului
MicroPascal. Microcontrolerul AVR are la bază un procesor RISC cu o arhitectură Harvard
(adică unitatea centrală de procesare are memorie de progr am și memorie de date separate).
Pe baza acestui nucleu RISC firma Atmel a dezvoltat mai multe familii de microcontrolere,
cu diferite structuri de memorie și de interfețe I/O, destinate diferitelor clase de aplicații.
Aceste microcontrolere sunt destinate aplicațiilor simple cum ar fi: controlul motoarelor,
controlul fluxului de informație pe portul USB, controlul accesului de la distanță . Schema
electică este prenzentată în figura de mai jos.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
65
Fig. 3.20 Schema elect rică a sistemului de comandă a robotul ui
fig.3.21 Schema de comandă a motoarelor
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
66
Fig. 3.22 Schema electrică a driverului
Conexiunea cu motorul se face pe o parte a plăcii . Iar p artea logică de putere și de
control sunt realizate de pe cealalta parte. Fiecare intrare de control este legată la tensiunea de
5V prin intermediul unui rezistor (aproximativ 100 kΩ), astfel încât driverul va fi în modul
IN. Dacă pinul MODE este lăsat deconectat, iar ieșirile driver ului vor fi deza ctivate driverul
va fi în mod e implicit. Driverul oferă o ten siune a motorului între 2 și 11 V și o tensiune
logică între 2 și 7 V; tensiunea logica poat e fi de obicei furnizata de către dispozitivul de
control. DRV8835 dispune de două moduri de control : IN / IN și PHASE / ENABLE . PIN -ul
MODE determină interfata de c ontrol. Setarea PIN -MODE ca HIGH se poate face cu un
rezistor pull -up, setarea driverului în modul PHASE / ENABLE , se face în cazul în care pinul
PHASE determină direcția motorului și pinul ENABLE poate fi făcut cu un semnal PWM
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
67
pentru a controla viteza mo torului. Acest mod este, în general mai ușor de utilizat, deoarece
necesită doar un singur PWM pe canal, dar permite doar mersul sau frână .
3.2.3.2 Cablaj
Fig. 3.23 Schema de cablaj pentru com anda
motoarelor
Cablajul este prezentat fig. 3 .23 și a f ost realizat in programul Eagle .
Fig 3 .24 Placa de comdanda realizata
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
68
3.3 Senzori si traductoare
3.3.1 Generalități
Denumirea senzorului provine din cuvântul latin „sensus”, care însemnă simț și
înainte de a fi adoptat pentru sisteme tehnice, a fost și este utilizat pentru a desemna
capacitățile organelor de simț ale oamenilor și ale organismelor vii, de a culege și prelucra
informații din mediul înconjurător și a le transmite creierului. În acest proces mărimile
fizice, neelectrice, sunt co nvertite în semnale electrice, pe care creierul le poate prelua și
interpreta și pe baza cărora coordonează acțiunile mușchilor.
Fig. 3.25 Structur i ale sistemelor senzoriale
Senzorul cuprind e traductorul/traductoarel e pentr u transfor marea mărimii de intrar e într-
un semnal electri c util, dar și circuit e pentr u adaptare a și conversia semnalelo r și, eventual ,
pentru prelucrare a și evaluare a informațiilor . Senzoru l care includ e și unitățil e micromecanic e și
microelectronic e de prelucrare , realizat e prin integrare pe scară largă (LSI) sau foarte largă
(VLSI), se întâln ește în literatur a de specialitat e și sub denumirile de "siste m senzorial " sau
"senzo r inteligen t" (smart -senso r). Producere a senzorilo r inteli genți este facilita tă de
dezvoltare a tehnici i microsistemelor , care permite integrarea în volume extre m de mici atât a
traductoarelo r de diferit e tipuri , cât și a micromecanici i și microelectronici i de prelucrare .[3]
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
69
În funcție de tipul mărimii fizice de intrare senzorii pot fi clasificați în:
absoluți , când semnalul electric de ieșire poate reprezenta toate valorile posibile ale
mărimii fizice de intrare, raportate la o origine (referință) aleasă;
incrementali , când nu poate fi stabilită o origine pentru toate punctele din cadrul
domeniului de măsurare , ci fiecare valoare măsurată reprezintă originea pentru cea
următoare .
3.3.2 Senzori incrementali.
Senzori incrementali rotativi
Discul incremental conțin e o rețea de zone active intercalate cu interstiții, toate
de aceeași lățime . Lumina emisă de o sur să de lumină (LED) poate să treacă sau nu
spre detectorul de lumină (o fotodiodă), funcție de poziția unghiulară a discului.
Semnalul generat este amplificat și transmis sub formă de impulsuri spre dispozitivul
de calcul (microcontroler).
Fig. 3.27 senzori incrementali
Senzorii optici incrementali pot genera implusuri pe:
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
70
– un canal ; in acest caz nu este posibilă determinarea sensului de rotație
– două canale ; semnalele sunt decalate cu p /2 unul fa ță de celălalt fiind posibilă astfel
determinarea sens ului de rotație și in plus multiplicarea cu 2 sau 4 a numărului de
implusuri obținute
– trei canale ; permite generarea unui impuls la o rotație completă. Deci microcontrolerul
poate face corecția necesară dacă se pierd impulsuri și ține evidența numărului de rotații
complete.
Fig.3.28 imagine impulsuri
3.4 Interfatarea cu calculatorul
Comunicația serială este cea mai întâlnită metodă de interfațare între sistemele ce
conțin microcontrolere. Princip alele avantaje sunt: numărul mic de linii necesare (minim una,
de obicei două sau trei), distanța relativ mare, viteza de comunicație suficient de ridicată
pentru cele mai multe aplicații.
Pentru a permite compatibilitatea echipamentelor realizate de difer iți producători, în
1960 s -a adoptat standardul numit RS232 realizat de EIA (Electronics Industries
Association). Interfațarea microcontrolelor cu calculatorul personal (PC) poate fi realizată
utilizând comunicația serială conform standadrului RS232.
In general comunicația serială poate fi realizată în trei variante:
– Simplex , în care numai un echipament emite iar celălalt recepționează;
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
71
– Half-duplex în care pe rând fiecare echipament transmite în timp ce echipamentul
opus recepționează;
– Full-duplex unde si multan fiecare echipament transmite și recepționează date.
Viteza de comunicație se măsoară în bps (bit per second) și reprezintă numărul de
biți ce poate fi transmis într -o secundă. Ratele de transfer standardizate pentru RS232 sunt:
110, 300, 1200, 240 0, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 76800,115200, 230400, 460800
912600 bps.
Fig 3 .30 Mufa serial
În comunicațiile actuale cel mai frecvent sunt utilizate semnalele: RxD -intrare
recepție date, TxD -ieșire transmisie date și GND -masă de semnal.
Deoare ce standardul RS232 a fost adoptat înainte de apariția familiei logice TTL,
standardul nu este compatibil cu acestea. Nivelul 1 logic este reprezentat de o tensiune
electrică cuprinsă între -3V și -25V iar nivelul logic 0 este reprezentat de o tensiune el ectrică
cuprinsă între +3V și +25V. Zona situată între -3V și 3V fiind nedefinită. Pentru conversia de
nivele TTL < -> RS232 se utilizează circuite specializate
După modul de transfer al informației comunicația serială poate fi:
Asincronă – emițătorul inser ează un impuls de tact, cunoscut ca bit de Start , în fața fiecarui
octet transmis. Astfel, pentru fiecare caracter ASCII avem o transmisie independentă, cu
adăugarea biților de Start , Stop și Paritate . Viteza de lucru se stabileste manual la inceputul
transmisiei. Pentru ca această metodă să functioneze, trebuie să existe, o perioada de “pauz ă”
între caractere, realizată cu bitul de Stop.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
72
Sincronă – caracterele sunt transmise rapid, unul după altul, fără biți de Start și de Stop.
Pentru sincronizare, mesaju l transmis este precedat de caractere speciale de sincronizare, care
pot fi detectate de receptor. Acestea sunt transmise încontinuu chiar și când nu sunt date de
transmis. Transmisiile în mod sincron folosesc aceeași pereche de fire pentru semnalele de
date și semnale de ceas. Acest tip de transmisie, este folosită în rețelele Ethernet.
Comunicația serială RS232 este asincronă. Pentru sincronizare, fiecare octet transmis
este însoțit de biți de START, STOP.
Fig. 3 .31 Comunica ția seriala
Bitul de STOP are rolul de a da timp atât transmitătorului cât și receptorului timp
până la sosirea următorului pachet de date. Uneori înaintea bitului de STOP se introduce un
bit de paritate. Acesta este un decodor de eroare de 1bit indicând dacă datele au fost
recept ionate corect sau nu.
3.5 Interfața cu utilizatorul
Interfața cu utilizatorul a fost creată în programul C#. Programul implementat în in
microcontroler a fost realizat în MicroPascal.
Fig. 3.32 Interfața de comandă a motoarelor
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
73
Odată conectat robotul la intrefața de comandă trebuie ales portul pe care calculator ul
comunică cu microcontrolerul și apoi se apasă butonul "OK". De săgețile verzi robotul se va
deplasa pe direcția înainte, înapoi, în spate și în fața. Ieșirea din aplicaț ie se fa ce accesând
butonul ro șu.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
74
4. Concluzi i generale și direcții de continuat
Din această lucrare de licență se desprind următoarele concluzii:
Utilizarea rob oților î n diverse i ndustrii facilitează si usurează munca omului.
Majoritatea roboților sunt utilizaț i in domeni ul industrie, cei mai des in tâlniț ii sunt:
robotii androiz i, roboți mobili, roboții statici, roboții autonomi și liinile automate de
fabricaț ie.
Exista câteva posibilitați prin care robotii se pot acț iona, fie cu motoare de curent
continuu, pas c u pas sau brushles, fie actionaț i hidr aulic sau pneumatic.
Robotii mob ili de inspectii sunt dotați cu senzori astfel încât ultilizatorul poate știi
oricând la ce distanță se găseș te robotul de unitatea de comanda , vite za cu care
robotul se deplasează pe suprafața inspectată sau dacă în fața lu i se găseș te sau nu
un obstacol, poate vedea în timp real imaginea care se găseste in faț a robotului.
Roboț ii mobili pot fi teleoperaț i cu ajutorul: telecomenzi i, prin intermediul
internetului sau cu fir.
Prinvid stadiul actual ne putem da seama că pe pia ta în momentul de față se găsesc
o multitudine de roboți mobili care pot fi utilizați în domeniul inspecț iilor. De la
inspecatarea ț evilor de gaz, apa sau aerisiri pana la r obotii care inspecteaza
sprafelț ele vapoarelor sau a vaselor din metal.
Robotul a f ost proiectat în S olidwor ks iar apoi fiecare piesă a fost prelucra tă pe
freză.
Priese din care este confectionat roborul sunt din material plastic , cauciuc si alamă .
Pentru acț ionarea robotului s -a folosit moto are de curent continuu de 6V având
fiecare câ te un r eductor, iar pentru acț ionarea m otoarelor s -a folosit un driver
special fabricat de firma Polulu si un microcontroler care comunica cu driverul
respectiv.
Robotul este acț ionat prin intermediul calculatorului pentru direcțiile de mers
înainte, înapoi , în stânga și î n dreapta.
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
75
Direcț ii de continuare :
La acest robot se poate mo nta o camera video pentru a urmă rii în timp real
imaginea suprafetei î nspectate.
Se pot atașa senzori de pentru măsurarea grosimii suprafeței care se inspectează
Prin ataș area unui sistem cu magne ți se vor putea inspecta suprafețe din metal
cu înclinaț ie mai mare de 20 de grade.
Montarea pe robot a unu senzor de temperatura pentru a verifica in permanenta
temparatura din intreriorul mediului unde este introdus robotul. Acest sen zor
este necesar pentru a nu periclita integritatea robotului
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
76
Bibliografie:
[1] Cepișcă, C., Jula, N., Interfațarea traductoarelor, Editura
ICPE, București., 2000
[2] Ciascai, I., Sisteme electronice dedicate cu microcontrolere A VR risc, Casa
Cartii de Stiinta, Cluj -Napoca, 2 006
[3] Dumitriu, A., Bucșan, C., Demian, T.: Sisteme senzoriale pentru roboți,
Editura MEDRO, București, 1996.
[4] M. Pearsica, M.Petrescu – Masini Electrice – Editura Academiei Fortelor
Aeriene "Henri Coanda" -2007, [pag 95 -119]
[5] Microchip Technology Inc. – Application Note AN885 : Brushless DC (BLDC)
Motor Fundamentals
[6] Stan, S., ș.a., Pneumatică aplicată, S.C. Festo SRL, București, 2000
[7] TĂTAR, O., MĂTIEȘ, V., MÂNDRU, D., 2005, Mini și microroboți, Ed.,
Todesco, Cluj -Napoca
[8] Rusu Călin – Curs Aparate și sisteme de măsurare -2013 -2014
[9] Aplicatii utilizand senzorii lego maindstorms – Lucrare finala , iunie 2012
[10] Aplicații de teleprezență și teleoperare a roboților – Claudiu
Chiculiță, Lauren țiu Frangu
[11] http://www.davidbuck ley.net/DB/HistoryMakers.htm
[12] http://ro.wikipedia.org/wiki/Robot#Istorie
[13] http://www.library.utt.ro/pub.edocs/rezumate/110864/REZUMAT –
Analiza_si_sinteza_teoretica_si_experimentala_a_unui_sistem_mecatronic_
mobil.pdf
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
77
[14] http://web.ulbsibiu.ro/laurean.bogdan/html /MPP_Constructie_Functiona
re.pdf
[15] http://www.robotics.ucv.ro/master/pdf/Sisteme%20de%20actionare.pdf
[16] http://webbu t.unitbv.ro/Carti%20on –
line/Bazele_sistemelor_mecatronice/capitolul_5.pdf
[17] http://www.robotics.ucv.ro/old/wmrc2001/7.pdf
[18] http://www.scritub.com/t ehnica -mecanica/ROBOTI –
PASITORI74695.php
[19] http://www.reductor -motor.com/rom -theory -DC%20motors.htm
[20] http://www.robotics.ucv.ro/master/pdf/Traductoare,%20senzori.pdf (curs
Traductoare si siteme senzoriale)
[21] http://www.robotics.ucv.ro/master/pdf/Sisteme%20de%20a ctionare
.pdf (Curs sisteme de actionare)
Mureșan Lucian Ionuț Proiect de diplomă
78
ANEXE
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: SPECIALIZAREA: Mecanică fină ș i Nanotehnologii [601003] (ID: 601003)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.