Implementação de um sistema de resposta tátil por meio de sensores nanoestruturados para assistência à operação em robótica móvel
Authors
Renato Silva Pereira Junior
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Luciano José Quaresma
Universidade Federal do Pará, Belém - PA
Mario César Torres
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Igor Ferreira Coimbra
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Mateus Nazário Coelho
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Marcos Allan Leite dos Reis
Universidade Federal do Pará, Belém - PA
Luiz Guilherme Barros
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Gustavo Freitas
Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte - MG
Gustavo Pessin
Programa de Pós-Graduação em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração, Universidade Federal de Ouro Preto e Instituto Tecnológico Vale - Ouro Preto, MG
Abstract: Intelligent vehicles and autonomous service robots can benefit from information about the interaction between their locomotion systems and the terrain they traverse, making it possible to optimize mobility in complex environments. A terrestrial robotic service device may have locomotion difficulties caused by uneven terrain. These obstacles could be overcome if information on identifying and estimating contact forces were available. In this context, this article proposes a sensing method using sensors coated with carbon nanotubes applied to a new wheel and tire developed for a robotic service device, in this case the EspeleoRobot from the Vale Institute of Technology (ITV), seeking to detect the contact of the locomotion system through the deformation suffered by the interaction with the terrain. The system consists of a drive pin, fixing component and nanostructured sensor, installed in a wheel drum attached to an airless flexible structure tire, manufactured by additive manufacturing. This article presents the conception, development and implementation of the system’s mechanical and electronic designs, as well as the measurement and communication algorithms, plus the characterization, assembly and calibration of the on-board sensors. Preliminary results demonstrate the system’s potential to provide useful information for analyzing and controlling robot traction in field operations.
