ATIVIDADE 3 – EMCA – ROBÓTICA: DISPOSITIVOS DE MANIPULAÇÃO – 53_2025

ATIVIDADE 3 – EMCA – ROBÓTICA: DISPOSITIVOS DE MANIPULAÇÃO – 53_2025

QUESTÃO 1

Em um processo industrial, a utilização de robôs vem se tornando frequente. Para tal, foi proposta uma metodologia dividida em três etapas: análise estratégica, reengenharia de processos e análise de investimentos em competitividade. Dentro desse contexto, os robôs industriais estão diretamente relacionados aos diversos fatores de competitividade, espalhados no chão de fábrica e nos sistemas gerenciais, tais como CAE, CAD, CAPP, CNC, SFM, MRPI, TQC, CIM etc. A seleção de robôs abordada nas aulas por meio de análise teve como foco os aspectos econômicos e técnicos mais relevantes. Dessa forma, assinale a alternativa que apresente os métodos de programação mais frequentemente utilizados em robôs industriais.

Alternativas
Alternativa 1 – Aprendizagem ponto a ponto, Programação Objetiva, Programação on-line.
Alternativa 2 – Aprendizagem ponto a ponto, Programação, Programação on-line.
Alternativa 3 – Aprendizagem ponto, Programação off-line, Programação on-line.
Alternativa 4 – Aprendizagem ponto, Programação, Programação on-line.
Alternativa 5 – Aprendizagem ponto a ponto, Programação off-line, Programação on-line.
QUESTÃO 2

Na robótica, a interação entre humanos e robôs é facilitada por dispositivos como o Teach Pendant. A programação no modo “ensinar-mostrando” é possível através do Teach Pendant, onde o operador posiciona o robô manualmente. Além disso, ele desempenha um papel crucial na segurança do operador, incorporando botões de emergência e mecanismos de verificação de aptidão.

​BARROS, T. T. T. Robótica: Dispositivos de Manipulação. Maringá – PR: Unicesumar, 2022.

Qual é uma das funções do Teach Pendant em robótica?

Alternativas
Alternativa 1 – Controlar remotamente o robô por meio de um aplicativo móvel.
Alternativa 2 – Realizar a programação do robô apenas através de comandos de voz.
Alternativa 3 – Modificar as características físicas dos objetos manipulados pelo robô.
Alternativa 4 – Armazenar automaticamente os pontos gravados pelo robô durante a operação.
Alternativa 5 – Permitir ao operador movimentar o robô e modificar os valores das posições no espaço cartesiano ou nas juntas.
QUESTÃO 3

Na modelagem dos movimentos de um robô manipulador, alguns parâmetros são fundamentais para representar matematicamente a análise da cinemática a partir de estruturas já conhecidas do robô. O método mais utilizados para essa modelagem é a Convenção de Denavit-Hartenberg, que utiliza quatro parâmetros que permitem descrever, de forma sistemática, a posição e a orientação de cada elo em relação ao anterior, facilitando a construção das matrizes de transformação homogênea utilizadas na análise cinemática do robô, sendo representados por:

Fonte: o autor.

Sobre os parâmetros, analise as afirmativas a seguir:

​É correto o que se afirma em:​

Alternativas
Alternativa 1 – I, apenas.
Alternativa 2 – IV, apenas.
Alternativa 3 – I e II, apenas.
Alternativa 4 – III e IV, apenas.
Alternativa 5 – IV e V, apenas.
QUESTÃO 4
A matriz Jacobiana é um conceito fundamental na robótica, sendo essencial para relacionar as velocidades das juntas do robô com as velocidades lineares e angulares do efetuador. O Jacobiano direto, que é mais comum, deriva as coordenadas cartesianas em função das variáveis de junta. Já o Jacobiano inverso faz o contrário. Compreender o cálculo e a aplicação do Jacobiano é crucial para o controle de robôs manipuladores.

Qual das alternativas abaixo melhor define a função da matriz Jacobiana em um robô manipulador?

Alternativas
Alternativa 1 – A matriz Jacobiana é utilizada apenas para identificar singularidades na operação do robô.
Alternativa 2 – A matriz Jacobiana relaciona as forças aplicadas no efetuador do robô com as forças nas juntas do robô.
Alternativa 3 – A matriz Jacobiana é uma ferramenta para converter coordenadas cartesianas diretamente em coordenadas polares.
Alternativa 4 – A matriz Jacobiana relaciona as velocidades das juntas do robô com as velocidades lineares e angulares do efetuador.
Alternativa 5 – A matriz Jacobiana é utilizada exclusivamente para calcular as posições das juntas do robô em um espaço tridimensional.
QUESTÃO 5
Na robótica, os conceitos de caminho e trajetória são cruciais para o planejamento e controle dos movimentos de um manipulador. O caminho refere-se a uma sequência de pontos que o efetuador deve percorrer no espaço, enquanto a trajetória envolve a descrição do caminho com relação ao tempo, especificando como e quando o efetuador passará por cada ponto. A distinção clara entre esses dois conceitos é fundamental para garantir movimentos precisos e eficientes em aplicações industriais.

Qual das alternativas abaixo melhor descreve a diferença entre caminho e trajetória no contexto do movimento de um robô manipulador?

Alternativas
Alternativa 1 – Caminho é uma linha reta no espaço do efetuador, e trajetória é uma linha curva no mesmo espaço.
Alternativa 2 – Caminho é a menor distância entre dois pontos, e trajetória é a rota mais rápida entre esses pontos.
Alternativa 3 – Caminho é a descrição das velocidades que o robô deve seguir, e trajetória é a descrição das acelerações.
Alternativa 4 – Caminho é a sequência de posições que o robô percorre, e trajetória é a mesma coisa, mas com uma ordem diferente.
Alternativa 5 – Caminho é um conjunto de pontos no espaço das juntas ou do efetuador, enquanto trajetória indica o caminho que deve ser seguido pelo manipulador em função do tempo.
QUESTÃO 6

Em sistemas robóticos, os sensores podem ser classificados de acordo com sua função em sensores internos (que monitoram o próprio robô) e sensores externos (que interagem com o ambiente ao redor).

Com base no texto, assinale a alternativa que apresenta apenas sensores do tipo interno:

Alternativas
Alternativa 1 – Encoder e Giroscópio.
Alternativa 2 – Sensor capacitivo e Encoder.
Alternativa 3 – Sensor HC-SR04 e Acelerômetro.
Alternativa 4 – Sensor capacitivo e Sensor HC-SR04.
Alternativa 5 – Sensor de proximidade e Sensor de tato.
QUESTÃO 7

No controle de robôs manipuladores, a geração de trajetórias é uma etapa essencial que determina como cada junta do robô deve se mover ao longo do tempo para atingir determinado objetivo com precisão e suavidade. Um dos métodos mais utilizados para isso é o uso de polinômios, especialmente os de terceiro grau (polinômios cúbicos), por sua capacidade de garantir movimentos contínuos e suaves, respeitando restrições físicas do sistema.

Fonte: BARROS, T. T. T. Robótica: Dispositivos de Manipulação. Maringá: Unicesumar, 2022.

 

Utilizando a equação geral para a posição em função do tempo, determine a função matemática que descreve a posição da junta ao longo do tempo, assim como a velocidade da junta e a aceleração da junta de um manipulador com um único elo estático, cuja velocidade inicial é igual a zero, estando na posição inicial θ (0) = 6º. Deseja-se mover esse manipulador para a posição θ (f) = 70º, com um tempo total de movimento de quatro segundos.

 

Equação geral para a posição em função do tempo:

Alternativas
Alternativa 1 – 
Alternativa 2 – 
Alternativa 3 – 
Alternativa 4 – 
Alternativa 5 – 
QUESTÃO 8

Os encoders absolutos compartilham a mesma construção básica dos encoders incrementais, mas se diferenciam por possuírem um maior número de trilhas de listras e correspondentes receptores e transmissores. Nesses dispositivos, as trilhas são estrategicamente dispostas para fornecer uma representação binária proporcional ao ângulo do eixo. Por exemplo, a primeira trilha pode conter duas listras, a segunda, quatro; a terceira, oito, e assim por diante. Essa disposição única possibilita que o ângulo seja diretamente lido do encoder, sem a necessidade de realizar qualquer contagem eletrônica externa.

Sobre os encoders absolutos, assinale a alternativa correta:

​

Alternativas
Alternativa 1 – Os encoders absolutos possuem menos trilhas de listras em comparação com os encoders incrementais, o que resulta em uma menor resolução angular.
Alternativa 2 – Os encoders absolutos são dispositivos que medem a rotação contínua dos eixos, mas não conseguem fornecer informações precisas sobre a posição angular específica.
Alternativa 3 – Os encoders absolutos funcionam exclusivamente por meio de sinais analógicos, tornando-os mais suscetíveis a interferências externas em comparação com os encoders digitais.
Alternativa 4 – Os encoders absolutos possuem uma construção extremamente mais complexa do que os encoders incrementais, o que resulta em uma maior necessidade de manutenção e ajustes frequentes.
Alternativa 5 – Os encoders absolutos utilizam trilhas de listras e um número correspondente de receptores e transmissores, permitindo uma leitura direta do ângulo do eixo sem contar com auxílio eletrônico externo.
QUESTÃO 9
Os robôs industriais podem ser modelados de acordo com problema Cinemático de Manipuladores de acordo com os seguintes aspectos: Estrutura Cinemática, Graus de Liberdade, Volume de Trabalho, Tipo de Acionamento e Sistemas de Controle. Identifique a alternativa correta de acordo com a classificação os principais modelos cinemáticos utilizados para a modelagem dos robôs industriais:
Alternativas
Alternativa 1 – Modelo Cinemático Direto e Inverso.
Alternativa 2 – Modelo Cinemático Reverso e Inverso.
Alternativa 3 – Modelo Cinemático Aplicado e Inverso.
Alternativa 4 – Modelo Cinemático Diretamente Inverso e Inverso.
Alternativa 5 – Modelo Cinemático Direto e Inversamente Proporcional.
QUESTÃO 10
Em robótica, manipuladores são dispositivos projetados para mover e posicionar objetos com precisão, geralmente utilizando uma combinação de juntas prismáticas e rotacionais. Um manipulador planar é um tipo específico de manipulador que opera em um plano bidimensional, permitindo que os elos se movam e girem dentro desse plano. Neste caso, temos um manipulador com duas juntas: uma prismática, que permite o movimento linear ao longo de uma direção específica com deslocamento DDD, e uma rotacional, que permite a rotação do braço em torno de um eixo com um ângulo θ\thetaθ. A determinação das coordenadas (x,y)(x, y)(x,y) do ponto P, localizado na extremidade do segundo elo, é essencial para entender a posição final do manipulador em relação ao sistema de referência cartesiano Oxy. Este problema é fundamental na análise cinemática, onde se busca relacionar os parâmetros das juntas com a posição e orientação do manipulador.​

Assinale a alternativa que representa o conjunto de equações referentes às coordenadas do ponto P( x , y) , determinadas em relação ao sistema de referência cartesiano Ox y .​

Alternativas
Alternativa 1 – P( L*cosø, D+L*senø)
Alternativa 2 – P(D+L*cosø, L*senø)
Alternativa 3 – P(D+L*senø, L*cosø)
Alternativa 4 – P( L*senø, L*cosø)
Alternativa 5 – P(D*L*cosø, L*senø)

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