UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica
Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902
Telefone: (34) 3239-4701/4702 - www.feelt.ufu.br - feelt@ufu.br
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
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Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Optativa: |
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Professor(A): |
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Observações: |
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EMENTA
Conceitos básicos e aplicações à engenharia elétrica de movimentos de robôs(cinemática direta e cinemática inversa), sensores, atuadores, visão computacional . Projetos.
JUSTIFICATIVA
A robótica se faz cada vez mais presente no dia a dia das pessoas e dentro das empresas tornando uma área importante de atuação do engenheiro de computação.
OBJETIVO
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Objetivo Geral: |
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Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de desenvolver sistemas (software e hardware) utilizando conhecimentos de robótica. |
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Objetivos Específicos: |
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Projetar e implementar: - sistemas robóticos utilizando conhecimentos de cinemática direta - sistemas robóticos utilizando conhecimentos de cinemática inversa - sistemas robóticos agregando sensores e atuadores. - fundamentos de visão computacional. |
PROGRAMA
1. O estado da arte
1.1 Os primeiros robôs
1.2 Origem da palavra robótica
1.3 Leis da robótica
1.4 Razões para a utilização de robôs
2. Componentes de robôs
2.1 Juntas (rotacionais e prismáticas), elos, efetuador, sistema de redução da engrenagem
2.2 Motores: de corrente contínua, de passo, servomotores e outros
2.3 Noções de acionamento de motores: conversor full bridge e half bridge
2.4 Sensores
3. Robôs industriais
3.1 Manipulador antropomórfico
3.2 Robô esférico
3.3 Robô cilíndrico
3.4 Robô scara
3.5 Robô cartesiano
4. Transformações homogêneas
4.1 Translação
4.2 Rotação
5. Problema cinemático
5.1 Representação de Denavit Hartenberg
5.2 Cinemática direta
5.4 Cinemática inversa
6. Visão Computacional
6.1 Redes Neurais Artificiais: introdução, fundamentos.
6.2 Perceptrons
6.3 Adaline
6.5 Projeto de reconhecimento de padrões
7 - Projetos.
METODOLOGIA
Modalidade presencial: 3 horas/aulas semanais seguindo o conteúdo proposto obedecendo as datas e horários estabelecidos.
Modalidade assíncrona: 1 hora/aula semanal para a realização de trabalhos semanais e de pesquisa através de sistemas de busca na internet. Implementação e simulação de sistemas robóticos utilizando plataformas de simulação de robôs em computador.
O atendimento ao aluno: será realizado de forma presencial ou remota através de e-mail, aplicativos de mensagens ou reuniões individuais através da plataforma Microsoft Teams, em horários específicos a serem definidos pelo professor.
| Semana | Conteúdo | Atividades Assíncronas |
| 1ª | Introdução, gerações da robótica, aplicações, programa da disciplina, sistema de avaliação. | Trabalho 01: pesquisa bibliográfica de uma aplicação de sistemas robóticos. |
| 2ª | Conceitos básicos, graus de liberdade, juntas e elos, tipos de robôs industriais: cartesianos, cilíndrico, esférico, articulado, Scara, paralelos. | Trabalho 02: Questões sobre fundamentos de robótica. |
| 3ª | Discussão sobre a construção de um robô seguidor de trilha | Trabalho 03: construção de um robô seguidor de trilha |
| 4ª | Tipos de garras utilizados em robótica | Trabalho 04: construção de uma garra de dois dedos e o seu controle. |
| 5ª | Sensores utilizados em robótica: taxonomia, funções dos sensores, sensores internos e externos, sensores ativos e passivos; desempenho de sensores, ultrassom, sensores óticos, chaves, sensores de temperatura. | Trabalho 05: Os tipos de sensores que existem em um aparelho celular. Realizar um experimento com estes sensores. |
| 6ª | Sensores utilizados em robótica: aplicação de potenciômetros, medição de sentido e velocidade de rotação de um eixo de motor; encoder absoluto; medição de torque | Trabalho 06: controlar o movimento do eixo de um motor construindo um encoder absoluto. |
| 7ª | Apresentação do trabalho 03: robô seguidor de trilha | |
| 8ª | Atuadores: Sistemas hidráulicos e pneumáticos | Trabalho 07: Movimentar um braço robótico através de um sistema pneumático. |
| 9ª | Atuadores: motores elétricos. Fundamentos. Motor de corrente contínua, servomotor e motor de passo. | Trabalho 08: Questões sobre fundamentos de motores elétricos. |
| 10ª | Acionamento de motores: conversor full bridge e half bridge | Trabalho 09: Acionamento de um motor elétrico. |
| 11ª | Modelamento de robôs manipuladores: transformações homogêneas, matriz de translação, matriz de rotação. Transformações sucessivas. | Trabalho 10: matrizes de transformações homogêneas. Implementação em computador. |
| 12ª | Cinemática direta. Cadeia cinemática, parâmetros de Denavit-Hartenberg. | Trabalho 11: Aplicações dos parâmetros de DenavitHartenberg a um robô manipulador em 2D. |
| 13ª | Cinemática direta(cont.) aplicação dos parâmetros de Denavit-Hartenberg aos vários tipos de elos. Ângulos de Euler | Trabalho 12: cálculo da posição e orientação de um robô manipulador em 3D |
| 14ª | Cinemática Inversa. Exemplos em 2D, soluções algébricas/geométricas, soluções numéricas. | Trabalho 13; cinemática inversa aplicada a um robô manipulador em 2D. |
| 15ª | Evolução Diferencial |
Trabalho 14: Implementação de uma aplicação de cinemática inversa usando Evolução Diferencial. |
AVALIAÇÃO
Metodologia de avaliação individual será baseada: 1. Na entrega de listas de exercícios e projetos semanais. Valor: 100,0 pontos.
BIBLIOGRAFIA
Básica
1. CRAIG, J. J. Robótica . Pearson Education do Brasil, 3a ed, 2013
2. ALVES, J. B. M. Controle de Robô. Cartgraf, 1988.
3. FU, K. S.; GONZALEZ, R. C.; LEE, C. S. G. Robotics Control, Sensing, Vision, and Intelligence. McGraw-Hill Publishing Company, 1987.
4. FAUSETT, L. Fundamentals of Neural Networks. Prentice Hall, 1994.
Complementar
1. PAZOS, F. Automação de Sistemas e Robótica, Axcel Books do Brasil Editora, 2002.
2. ROSÁRIO, J. M. Princípios de Mecatrônica, Pearson Prentice Hall, 2005.
3. GROOVER, M. P. Robótica: Tecnologia e Programação, McGraw- Hill,1988.
4. JONES J., ROTH D. Robot Programming : A Practical Guide to Behavior-Based Robotics. McGrawHill/TAB Electronics, New York, NY, USA, 2003.
5. IOVINE J. PIC Robotics: A Beginner's Guide to Robotics
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
 | Documento assinado eletronicamente por Keiji Yamanaka, Professor(a) do Magistério Superior, em 17/01/2024, às 09:34, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
 | A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 5110374 e o código CRC 23F754C0. |
| Referência: Processo nº 23117.002005/2024-41 | SEI nº 5110374 |