Mobile Robotic Arm [Braço Robótico Móvel]

Neste artigo, apresenta-se uma solução robótica que tem a capacidade de agarrar objetos que encontra no seu caminho, desviando-se de obstáculos com recurso a sensores, e reconhecimento de objetos posicionados junto ao chão. O robot incorpora um braço robótico com uma garra, o que lhe permite agarrar os objetos.

1. Introdução

A idealização deste projeto foi a criação de um robot móvel [1] [2] com a capacidade de agarrar objetos usando um braço robótico com uma garra. O robot move-se a partir de 2 motores DC (direção e velocidade), sendo estes controladas por uma dupla ponte H com controlo de velocidade por Pulse Width Modulation (PWM). O mini-braço robótico (incorporado no robot) e a garra movem-se usando servos. São usados 4 sensores ultrassónicos, sendo 3 deles usados para detetar obstáculos e outro para identificar objetos, este último funciona “ao estilo radar” permitindo ao sensor rodar e detetar objetos na área frontal do robot. Está incluído um sensor de cor que permite ao robot saber a sua “localização”, identificando duas cores (preto e vermelho). A cor preta significa que é uma zona onde ele deve colocar os objetos que encontra, a cor vermelha significa que é uma zona onde ele deve ficar em repouso, ficando à espera de ordens. As ordens são enviadas através de uma aplicação desenvolvida para o sistema operativo Android e comunicação de forma bidirecional com o robot através da rede sem fios Bluetooth. Sempre que o robot receba ordens emitirá um som, cada ordem tem um som diferente, assim informando o utilizador que recebeu as ordens corretas.

2. Arquitetura do robot

Através da Figura 2 é possível observar o diagrama de blocos do robot sendo que cada bloco representado corresponde a um elemento da arquitetura desenvolvida.

O Arduíno Mega 2560 foi usado no projeto pois a sua grande quantidade de pinos digitais e PWM, tornou-se ideal para o robot. O robot tem 3 sensores de ultrassons (HC-SR04) na parte frontal para detetar obstáculos, onde 2 estão posicionados com um ângulo entre os 30 graus, um a “olhar” mais para a esquerda e outro para a direita. O quarto sensor está a 1 cm do chão, fazendo com que se consiga distinguir entre objetos e obstáculos. O sensor de cor está quase centrado na parte frontal do robot, mas em baixo a apontar para o chão para conseguir identificar as diferentes cores no chão, com o intuito de saber a sua “localização“.

O HC-SR04 é um sensor ativo de efeito piezoelétrico, este sensor é útil para a medição de distâncias, consegue medir entre 3 cm a 4 m, possui um emissor e recetor, o emissor emite uma onda de ultrassons, se encontrar um objeto pelo caminho a onda é refletida e voltar ao sensor, a partir desse método é possível calcular a distância entre o sensor e o objeto.

Luís Pires
IPLuso – Instituto Politécnico da Lusofonia

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