Manipuladores

Introdução

Desde a pré-história o homem tem procurado desenvolver utensílios e ferramentas que o auxiliem na realização de diversas atividades relacionadas ao seu dia-a-dia. Ao longo dos anos diversas invenções permitiram a substituição gradual do homem pela máquina como em 1769 quando a máquina a vapor desenvolvida por
James Watt acentuou o progresso da automação dos processos produtivos.
Nas últimas décadas, o avanço tecnológico teve reflexo direto na organização das indústrias, pela adoção de modelos de produção que minimizaram custos e aumentaram a produtividade, se constituindo nos alicerces da automação e robótica.
Cada vez mais os robôs estão sendo empregados para substituir o homem em ambientes pouco estruturados ou perigosos para o ser humano.

Manipuladores robóticos

Os manipuladores consistem na combinação de elementos estruturais (elos), conectados entre si através de articulações (juntas) em uma cadeia cinemática, sendo o primeiro corpo chamado de base e o último de extremidade terminal, onde será vinculado o componente efetuador, que pode ser uma garra ou uma ferramenta. As juntas podem ser de revolução, permitindo apenas rotação relativa entre dois elos, representadas pela letra R, ou prismáticas, que permitem apenas a translação linear, simbolizadas pela inicial P. Tipicamente, um manipulador industrial possui 6 graus de liberdade, para posicionar e para orientar o efetuador (garra, aparelho de soldagem, de pintura, etc.).
Existem também, manipuladores com menor ou maior número de graus de liberdade, conforme a função a ser executada. Quanto maior a quantidade de graus de liberdade, mais complicado será o cálculo da cinemática, da dinâmica e a realização do controle do manipulador.
O volume espacial que pode ser alcançado pelo órgão terminal do manipulador é conhecido como volume de trabalho, e depende da configuração geométrica do manipulador, das restrições físicas (limites mecânicos) das juntas e dos limites impostos