UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Telefone: (34) 3239-4701/4702 - www.feelt.ufu.br - feelt@ufu.br
  

Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Robótica

Unidade Ofertante:

FEELT

Código:

FEELT31722

Período/Série:

7º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

15

Total:

60

Obrigatória:

 (X )

Optativa:

( )

Professor(A):

Keiji Yamanaka

Ano/Semestre:

 

Observações:

 

 

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

Objetivo Geral:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de desenvolver sistemas (software e hardware)
utilizando conhecimentos de robótica.

Objetivos Específicos:

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: pesquisabibliográfica 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 Modelamento de robôs manipuladores:  transformações homogêneas, matriz de translação, matriz de rotação. Transformações
sucessivas.		 Trabalho 09: matrizes  de  transformações  homogêneas.  Implementação em computador.
11ª Cinemática direta. Cadeia cinemática, parâmetros de Denavit-Hartenberg. Trabalho 10: Aplicações dos parâmetros de Denavit-
Hartenberg a um robô manipulador em 2D
12ª Cinemática direta(cont.) aplicação dos parâmetros de Denavit-Hartenberg aos vários tipos de elos. Ângulos de Euler. Trabalho 11: cálculo da posição e orientação de um robô manipulador em 3D
13ª Cinemática Inversa. Exemplos em 2D, soluções algébricas/geométricas, soluções numericas Trabalho 12; cinemática  inversa aplicada a um robô manipulador em 2D
14ª Evolução Diferencial Trabalho 13: Implementação de uma aplicação de minimização de funções usando Evolução Diferencial
15ª Cinemática inversa(cont.): robô manipulador em 3D. Solução algébrica e solução numérica.
Evolução Diferencial aplicada à cinemática inversa.		 Trabalho13: solução numérica: Evolução Diferencial aplicada à
cinemática inversa.

 

 

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, andIntelligence. 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. McGraw-Hill/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: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Keiji Yamanaka, Professor(a) do Magistério Superior, em 31/08/2022, às 10:29, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.058216/2022-76 SEI nº 3884305