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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2009.tde-12082010-120129
Document
Author
Full name
Rogério Issamu Yamamoto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Horikawa, Oswaldo (President)
Hirakawa, André Riyuiti
Silva, Isaias da
Title in Portuguese
Dispositivo automático para auxiliar a manipulação de cargas.
Keywords in Portuguese
Balanceador de carga
Dispositivos de assistência
Manipulação de materiais
Mecanismo de alavanca
Mecatrônica
Abstract in Portuguese
A manipulação de materiais é uma das tarefas em que comumente empregam-se robôs para substituir o trabalho humano, dadas algumas vantagens como: maior precisão na manipulação de cargas e maior velocidade de execução da tarefa, bem como por aumentar a segurança do operador. Apesar dessas vantagens, os dispositivos robóticos são largamente empregados apenas em situações em que velocidade e precisão são indispensáveis, em outros casos, os equipamentos convencionais (como talhas, gruas e macacos hidráulicos) e os dispositivos específicos (aqueles fazem uso de molas e contrapesos), vêm sendo utilizados nas tarefas cotidianas, principalmente pelo fato de, entre outros, serem menos dispendiosos. Comparando-se estas duas soluções disponíveis, tem-se que os equipamentos tradicionais, apesar de sua simplicidade e versatilidade de movimentação, apresentam limitações quando são exigidas precisão e eficiência, enquanto os dispositivos robóticos apresentam alta complexidade tanto no projeto quanto na operação, representando uma solução cara e com movimentação restrita pela programação. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo estudar e propor uma solução intermediária entre a solução convencional e a robótica. O foco do estudo é o projeto de um dispositivo simplificado, que faz uso de molas e de um sistema de alavanca para manipular cargas. Um estudo preliminar desse mecanismo mostrou imperfeições quanto à força de contrabalanceamento. Com o intuito de corrigir esse erro foi usado um sistema de controle, que é constituído por um motor elétrico, um mecanismo de correção, sensores e um módulo controlador. O dispositivo proposto apresenta um controle simplificado, vez que a movimentação é feita exclusivamente pelo operador, possibilitando assim que o dispositivo apresente um baixo consumo de energia. Um protótipo é desenvolvido e os testes demonstraram a eficácia da solução.
Title in English
Automatic device to assist the handling materials.
Keywords in English
Assisting device
Lever mechanism
Load balancer
Material handling
Mechatronics
Abstract in English
The material handling is one task in which robot is commonly employed to replace the human work because it has some advantages such as, higher precision in the handling and higher speed of the task, and to increase operator safety. Despite these advantages, the robotic device is most employed only in situation that speed and precision are essential; in other cases, the conventional equipments (such as hydraulic jacks, cranes and pulley systems) and the specific device (which use springs and counterweight), have been used in daily tasks mainly because of they are less expensive. Comparing these two solutions, it is possible to say that the conventional devices, despite its simplicity and guidance, have limitations when the task requires precision and speed, while the robotic solution has higher complexity in both design and in operation, representing an expensive solution with a programming that restrict the movement. In this context, the present work has the objective the study and development of an intermediate solution between the conventional solution and the robotic device. The proposed study is based on a simplified device, which uses springs and a lever system to handle material. A preliminary study on this mechanism shows imperfections in balance force. In order to correct this error, a control system is used. The control system is constituted by an electric motor, a correcting mechanism, sensors and a controller. The proposed device presents simple control because movements are responsibility of the human operator moreover presents low power consumption, due to the use of springs. A prototype is developed and tests demonstrate the effectiveness of the solution.
 
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Publishing Date
2010-09-24
 
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