Classificação dos robôs manipuladores de acordo com a sua estrutura cinemática

Um robô manipulador pode ser classificado quanto a sua estrutura cinemática como:

• cartesiano (PPP);
• cilíndrico (RPP);
• esférico (RRP);
• articulação horizontal (RRP); e
• articulação vertical (RRR).

Robô Cartesiano

Os robôs cartesianos têm três das articulações principais do tipo deslizante, ou prismática, como ilustrado na Figura 4.

Figura 4: Robô Cartesiano

Os robôs manipuladores cartesianos possuem pequena área de trabalho quando comparados com manipuladores de dimensões semelhantes, mas de diferente geometria. Porém, possuem um elevado grau de rigidez mecânica e são capazes de grande exatidão na localização do atuador. Seu controle é simples devido ao movimento linear dos vínculos e devido ao momento de inércia da carga ser fixo por toda a área de atuação (ROSÀRIO, 2005).

Devido à simplicidade do controle e a rigidez mecânica, robôs manipuladores cartesianos são utilizados para transporte e armazenamento de cargas. Um exemplo de robô desta classe utilizado na automação de armazéns é o robô transelevador, utilizado para alocação e extração de objetos em armazéns verticais (ver Figura 5).
   

Figura 5: Robô Transelevador. Exemplo de robô cartesiano

Fonte: Adaptado de Mecalux (2011).

Robôs Cilíndricos

Estes robôs são compostos por uma junta rotacional e duas juntas prismáticas (RPP), combinando movimentos rotacionais com lineares, o que resulta em uma área de trabalho é maior que dos robôs cartesianos.
Sua rigidez mecânica é ligeiramente inferior e seu controle um pouco mais complexo que o robô cartesiano, devido a variedade de momentos de inércia para os diferentes pontos na área de trabalho e pelo movimento de rotação da junta da base.

Robô Cilíndrico

Robôs Esféricos 

Robôs esféricos ou de coordenadas (RRP) polares possuem dois movimentos rotacionais, sendo um na base e outro no ombro, e um terceiro linear, gerando uma área de trabalho esférica. Estes robôs possuem uma área de trabalho maior que os modelos cilíndricos, mas também uma menor rigidez mecânica. Seu controle é ainda mais complexo que o dos robôs cilíndricos por possuir mais movimentos de rotação.

 Robô Esférico (Polar)
Fonte: Franchin (2005)

Robôs com Articulação Horizontal.

Também conhecidos como Robôs SCARA, são compostos por duas juntas de rotação e uma prismática (RRP). São muito utilizados em tarefas de montagem devido ao movimento linear da terceira junta. Possuem área de trabalho menor que a dos robôs esféricos.

 Robô SCARA
Fonte: Franchin (2005)

Robôs com Articulação Vertical.

Estes robôs são compostos por três juntas de rotação (RRR), sendo a configuração que mais se assemelha em movimentos ao braço humano. Possuem uma área de trabalho maior que a de qualquer outro tipo de robô, porém uma baixa rigidez mecânica e necessitar do mais complexo dos controles. 

Robô de Articulação Vertical Fonte: Franchin (2005)

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Referências

Franchin, Marcelo N. Elementos de Robótica. Departamento de Engenharia Elétrica, Faculdade de Engenharia de Bauru, Universidade Estadual Paulista, 2005. Apostila. Disponível em: <http://www.dee.feb.unesp.br/~marcelo/robotica/conteudo.html> Acesso em: 13 de janeiro de 2012.

MECALUX, Transelevadores, Catalogo versão 2011. Disponível em: <http://www.mecalux.com.br/armazens-automaticos/transelevadores>. Acessado em: 12 de janeiro de 2012.

ROSÁRIO, João Maurício. Princípios de Mecatrônica. São Paulo: Prentice Hall, 2005.