Development and assembly of a test bench for electric and hydraulic rotary actuators

• Grant number: 23/14891-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Technical Training Program - Technical Training
• Start date: December 01, 2023
• End date: August 31, 2024
• Field of knowledge: Engineering - Mechanical Engineering
• Principal Investigator: Thiago Boaventura Cunha
• Grantee: Yasmin Malheiros Nunes
• Host Institution: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil
• Associated research grant: 18/15472-9 - Hydraulic actuation impedance control for robots with legs and arms, AP.JP

Abstract

Atualmente, a robótica desenvolve-se com uma crescente interação homem-máquina, e isso se mostra como tendência na indústria, que busca não só o mimetismo entre robôs e humanos, como também a convivência entre ambos no mesmo espaço de trabalho. Assim, o grande desafio atual é o controle de interação entre ambos. Vale ressaltar que há duas formas de controle de interação: passivo e ativo. A última determina-se pelo controle de força e também pode ser dividida em duas categorias: indireto e direto. O controle de força indireto consiste em um controle da impedância e da admitância. Nesse caso, o controle de força é essencial para permitir o controle do balanceamento dinâmico, restrição da força realizada pela máquina e a segurança das pessoas. Para garantir esse controle, o conceito de atuadores elásticos em série (SEAs) foi abordado na comunidade científica, o mecanismo consiste em um elemento de baixa rigidez, i.e. uma mola, entre a junta e o motor. Esse sistema suaviza a impedância do atuador ao qual está acoplado, o que permite o controle de força. Além dessa vantagem, os SEAs garantem o controle de força preciso e estável. Dessa forma, este projeto compreende o desenvolvimento de uma bancada de teste que viabilize a praticidade da implementação de novos controladores, validação experimental e estudo dos atuadores. O projeto será inspirado na bancada de testes ForceCAST, a qual pertence ao Altair Robotics Lab da Universidade de Verona - Itália, parceira desse projeto JP que recebeu recentemente uma aluna de mestrado BEPE. A ForceCAST não foi desenvolvida para atuadores hidráulicos com ação rotacional, apenas para atuadores elétricos rotativos rígidos e SEA, além de ter tido um projeto mais simples que não previa erros de concentricidade e atritos gerados por eles. Finalmente, a solicitação de bolsa de treinamento técnico procura viabilizar o treinamento e o aperfeiçoamento de um aluno de nível superior para a execução deste projeto, que está associado ao auxílio à pesquisa FAPESP n° 18/15472-9 sob supervisão do Prof. Dr. Thiago Boaventura Cunha e que ajudará nas linhas de pesquisa dos projetos em andamento: 20/12730-72, 21/03373-9, e 21/09244-6. A duração do treinamento técnico será de 12 meses. A bolsa solicitada é de nível TT-I, já que a complexidade do trabalho é baixa. Pensa-se em selecionar um aluno cursando graduação em Engenharia Mecânica ou Engenharia Mecatrônica.