UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Robótica

Unidade Ofertante:

Faculdade de Engenharia Elétrica

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:

2022/02

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

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 em sala de aula: 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 uti lizando 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

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: Sensor de proximidade
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 decorrente 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 numéricas 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.		 Trabalho14: 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, and Intelligence. McGraw-HillPublishing 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 Prenti ce 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 07/02/2023, às 12:26, 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 23117.002527/2023-61 SEI nº 4248085