Robô Para Transporte De Cargas

Robô Para Transporte De Cargas

Autores

Alexandre Thurow Bender

Vítor Gustavo Severo Pereira

Orientadores

Rafael Galli

Thales Gonçalves Ferreira

Área de Atuação

Engenharia Eletrônica – Robótica

Resumo

Ao observarmos que em diversas empresas, inclusive em nossa Instituição, o transporte de cargas é feito pelos próprios funcionários e que isto representa sérios riscos à saúde que podem ocasionar acidentes de trabalho resultantes em lesões momentâneas ou invalidez, como prejuízos na coluna ou joelhos, por exemplo, decidimos direcionar nosso trabalho para a automação industrial. O projeto que iremos apresentar tem a finalidade de auxiliar no transporte de cargas, substituindo, assim, o trabalho manual. A solução intuitiva é a utilização de robôs, porém, para a implementação destes, é necessário algum sistema externo para servir de guia. No caso do projeto que desenvolvemos, optamos por utilizar um sistema seguidor de linha.

O funcionamento do sistema desenvolvido baseia-se em uma pista ramificada composta por uma linha preta, a qual o robô segue, utilizando para tal um sensor seguidor de linha constituído por 4 sensores infravermelhos. Em cada cruzamento que ocorre nas ramificações, existem pequenas porções da pista que assumem diferentes cores. O robô irá dobrar então no cruzamento que possuir a cor correspondente ao que lhe foi instruído. A identificação das cores de cada cruzamento é possível com a utilização de um outro sensor que utiliza princípio semelhante aos sensores infravermelhos. Quando um objeto encontra-se sobre a linha, bloqueando o percurso do robô, este detecta a obstrução, utilizando um sensor ultrassônico, e então para. 

O protótipo possui ainda uma pequena caçamba que utiliza sensores infravermelhos em uma configuração diferente da que é usada no sensor seguidor de linha, capaz de identificar a presença ou não de carga em seu interior.

Introdução

Ao participarmos de um curso de robótica, cujo tema foi a montagem de robôs que possuíssem a capacidade de seguir linhas e desviar de obstáculos, decidimos desenvolver um projeto técnico-científico que colocasse a tecnologia a serviço da comunidade ao mesmo tempo em que ampliasse nossos conhecimentos. Assim, definimos que, com o nosso trabalho, abordaríamos a área da automação industrial focando principalmente na segurança dos trabalhadores.

O projeto apresentado, a seguir, trata de um robô que possui a capacidade de transportar carga por um determinado ambiente seguindo linhas, através de sua programação. Foi desenvolvida uma lógica de transporte baseada na combinação de diversos trechos de uma pista, através de identificação de cores, indo do ponto A ao B seguindo a sequência de cores instruída.

Serão abordados em capítulos os princípios e fundamentos de cada sensor utilizado no robô, bem como sua montagem, partes mecânicas, bateria, a lógica de transporte, etc.

Objetivo

O projeto visa melhorar a segurança, eficiência e as condições de trabalho, por meio da automatização do transporte de cargas, criando um robô capaz de lidar com trajetos diferentes, possíveis obstáculos e a setorização de um ambiente por meio de sua programação e da capacidade de seus sensores em identificar e diferenciar cores.

Justificativa

Tendo em vista o desgaste físico ao qual os trabalhadores são submetidos ao terem que carregar cargas, os possíveis danos ao material, bem como a necessidade de uma vasta quantia de tempo para realizar a atividade, um sistema automatizado de transporte irá melhorar a eficiência e as condições de trabalho, bem como diminuirá as chances de algum dano à carga e tornará o processo mais efetivo.

Resultados

Após estar devidamente montado e programado, o robô executou suas funções apresentando pequenos erros de medição dos sensores, porém atingiu os resultados esperados. O sensor seguidor de linha, por exemplo, não impediu o robô de sair da rota e o sensor de cores detectou incorretamente a coloração presente em alguns cruzamentos, em poucos casos. Esses pequenos erros têm como consequência giros aleatórios do robô, fugas da rota, tomada de rota incorreta, etc.

O maior transtorno que uma fuga de rota pode oferecer é a colisão com algum objeto ou pessoa. Entretanto, caso o robô saia da linha sobre a qual está destinado a percorrer e continue em movimento, o sensor ultrassônico permanecerá em funcionamento, evitando colisões, já que esse elemento do robô apresentou total perfeição. Quando ocorre uma tomada de rota errada, só o que há para ser feito é reenviar instruções ao robô com o objetivo de alcançar o destino correto.

A comunicação Bluetooth, assim como os sensores ultrassônico e de carga, funcionou com perfeição, sem apresentar complicações, cumprindo a proposta inicial. Um dos motores de corrente contínua utilizado no protótipo apresentou um pequeno imprevisto quando o mesmo robô dobra em cruzamentos, fazendo com que ele se perdesse e saísse da rota. Mas acreditamos que isso se deve especificamente a um defeito no mesmo ou até mesmo a imperceptíveis imperfeições na estrutura do robô.

Mesmo havendo alguns erros, em meio a muitos acertos, o protótipo mostrouse capaz de realizar a tarefa para a qual foi construído.

Referências

Cytron Technologies Sdn. User’s Manual – HCSR04, Publicação eletrônica, 2013.

Fairchild Semiconductor Corporation. Datasheet: KA78XX/KA78XXA, publicação eletrônica, 2001.

FERREIRA, Thales Gonçalves. Apostila de robótica módulo 1. Pelotas: Instituto Federal Sul-rio-grandense, 2015.

PEREIRA, Fábio, PIC Programação em C, Editora Érica, 3ª Ed.

SGS-THOMSON Microelectronics. Datasheet: L293D, Publicação eletrônica, 1996.

Microchip Technology Inc. Datasheet: PIC18FXX2, publicação eletrônica, 20012013.

TORRES, André Euler. Introdução ao funcionamento e ao acionamento de motores DC. Rio de Janeiro: universidade federal do rio de janeiro, 1995. Relatório técnico de iniciação científica.

Vishay Semiconductors. Datasheet: TCRT5000, publicação eletrônica, 2000.