Sensores de contato: confira suas aplicações na robótica

Os avanços na tecnologia têm revolucionado a maneira como vemos e interagimos com o mundo ao nosso redor. Na área da robótica não é diferente. Um dos elementos-chave que possibilitam o funcionamento preciso e eficiente dos robôs são os sensores de contato.

Neste artigo, vamos explorar o uso dos sensores de contato na robótica. Continue a leitura e confira:

• O que são sensores de contato?
• Função dos sensores de contato na robótica
• Tipos de sensores de contato
• Aplicações dos sensores de contato na robótica
• A segurança dos cobots ao lado do humanos (mesmo sem sensores de contato)

Para entender a relevância dos sensores de contato na robótica, é essencial primeiro compreender o papel geral dos sensores na automação.

Sensores de contato são dispositivos projetados para detectar ou registrar o contato físico entre um objeto e sua superfície. Eles são utilizados para identificar quando um objeto tocar ou pressionar uma determinada área ou superfície, transformando essa interação física em um sinal elétrico ou digital que pode ser interpretado por sistemas de controle ou computadores.

Esses sensores são amplamente utilizados em diversas aplicações, especialmente na automação e na robótica, onde desempenham um papel crucial na percepção e na interação com o ambiente.

Em resumo, os sensores são dispositivos que convertem informações do ambiente em sinais elétricos ou digitais compreensíveis para os sistemas de controle. Existem diversos outros tipos de sensores na robótica, cada uma com uma função específica.

Podemos dizer que na robótica, os sensores de contato são a ponte que permite que os robôs percebam o mundo ao seu redor e tomem decisões com base nessas percepções.

E assim, os sensores desempenham diversas funções vitais na automação robótica, tais como:

1. Detecçao de obstáculos

Os sensores de contato e outros tipos de sensores irão ajudar os robôs a identificarem obstáculos em seu caminho, evitando colisões e acidentes. Por exemplo, isso é fundamental na robótica móvel, onde a navegação precisa ser precisa e segura.

2. Feedback de posição

Já quando falamos de sensores de contato mecânico e sensores ópticos, eles podem fornecer informações precisas sobre a posição das articulações de um robô. Isso permite um controle preciso e a execução de tarefas que exigem movimentos específicos.

3. Medição de fora e tato

Quando vemos aplicações nas quais os sensores de contato precisam medir a força ou o tato, vemos que esta utilidade permite que os robôs "sintam" a força e o toque. O que é essencial em tarefas que envolvem manipulação de objetos delicados ou interação com seres humanos.

4. Monitoramento ambiental

Por fim, os sensores ambientais permitem que os robôs se adaptem às mudanças nas condições do ambiente, como variações de luz, temperatura e umidade.

Com base nas diversas funções que cada sensor de contato pode desempenhar, uma ampla variedade de tipos de sensores de contato está disponível, cada um projetado para atender a necessidades específicas.

Entre os tipos mais comuns e relevantes que são encontrados, destacam-se:

1. Sensores de contato mecânico

Os sensores de contato mecânico são dispositivos que, como seu nome já denota, dependem de componentes mecânicos, como interruptores ou microinterruptores, para identificar o contato físico com um objeto.

Isso quer dizer que quando uma força é aplicada a uma área sensível do sensor, esses componentes mecânicos são acionados, criando ou interrompendo um circuito elétrico. Isso resulta em um sinal elétrico que indica que o contato físico ocorreu.

Esses sensores são conhecidos por sua robustez e confiabilidade, tornando-os ideais para aplicações em que a detecção precisa e consistente do contato é essencial.

2. Sensores de contato capacitivo

Estes sensores são dispositivos que detectam o toque ou a proximidade de um objeto através da variação na capacitância elétrica entre duas superfícies condutoras.

Por exemplo, quando um objeto se aproxima da superfície sensível ao toque do sensor, a capacitância entre as superfícies muda devido à influência do objeto. Essa alteração na capacitância é detectada e convertida em um sinal elétrico que indica a presença do objeto.

Esses sensores são notáveis por sua sensibilidade e precisão na detecção de toque leve ou proximidade, tornando-os ideais para aplicações sensíveis ao toque, como telas de smartphones, painéis de controle de aparelhos eletrônicos e interfaces de usuário em geral.

Eles são capazes de distinguir toques suaves e podem responder a gestos e comandos com precisão, proporcionando uma experiência interativa intuitiva e eficaz.

3. Sensores de contato resistivo

Os sensores resistivos usam camadas de material condutor para detectar o toque ou pressão de um objeto.

Geralmente, essas camadas condutoras estão separadas por uma camada resistiva flexível. Assim, quando o usuário toca a superfície do sensor, a pressão faz com que as camadas condutoras entrem em contato, criando um ponto de contato elétrico. Este ponto de contato é detectado e usado para determinar a posição do toque.

Esses sensores são comuns em telas sensíveis ao toque de menor custo, pois sua construção simples os torna economicamente viáveis. No entanto, eles podem ser menos precisos em comparação com tecnologias mais avançadas, como sensores capacitivos.

Além disso, os sensores de contato resistivo são mais suscetíveis a desgaste com o tempo devido ao atrito físico, o que pode afetar sua precisão e durabilidade em uso constante. Mesmo assim, eles continuam sendo uma opção popular para aplicações que requerem sensibilidade ao toque básica a um custo acessível.

Com tantas funcionalidades, os sensores de contato desempenham um papel essencial em várias aplicações na robótica. Entenda algumas das principais áreas nas quais esses sensores são empregados hoje no mercado:

1. Robótica industrial

Na robótica industrial esses sensores são utilizados em tarefas de montagem, soldagem, pintura e manipulação de materiais. Os sensores de contato são usados para garantir a precisão e a segurança dessas operações, detectando irregularidades e assegurando que as tarefas sejam executadas com eficiência.

2. Robótica médica

Em cirurgia robótica, os sensores de contato são cruciais para fornecer feedback tátil ao cirurgião, permitindo procedimentos mais precisos e menos invasivos. Uma grande vantagem desta aplicação é proporcionar uma melhora na precisão e aumento da segurança das intervenções médicas.

- Leia também: O uso de cobots na área da saúde

3. Robótica de serviço

Robôs de serviço, como os usados em limpeza doméstica ou assistência em hospitais, dependem de sensores de contato para evitar colisões e navegar com segurança em ambientes complexos.

4. Robótica móvel

Em robótica móvel, como veículos autônomos e drones, os sensores de contato são usados para evitar colisões e ajustar a trajetória de acordo com as condições do terreno.

5. Robótica de entretenimento

Em robótica de entretenimento, como robôs de dança ou brinquedos interativos, os sensores de contato podem ser usados para detectar o toque e a interação com os usuários.

Os cobots, ou robôs colaborativos, têm como característica principal a possibilidade de interação com os funcionários de uma indústria, sem que isso comprometa a segurança dos envolvidos, ao mesmo tempo em que a produção ganhará uma alta escala e produtividade.

Ou seja, um cobot pode operar lado a lado com um humano com segurança. Quando o robô entra em contato com uma pessoa ou objeto, ele detecta essa pressão da interação e para ou reduz sua velocidade imediatamente. Isso evita ferimentos e garante a segurança do operador humano.

O ponto de destaque na engenharia dos cobots é que isso não é feito com sensores de contato! O sistema dos cobots conta com um algoritmo especial que mensura forças de contato e regula a aceleração e a corrente de força.

Esses módulos de segurança vêm de fábrica nos cobots. Essas e outras configurações de segurança ajudam a criar um ambiente de trabalho colaborativo onde humanos e robôs podem compartilhar o mesmo espaço de trabalho com minimização de riscos, após a realização tanto de um estudo de viabilidade do uso de cobots, quanto de  uma avaliação de riscos propriamente.

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Cobots da Universal Robots com a tecnologia ao seu alcance

Os sensores de contato desempenham um papel vital na robótica, permitindo que os robôs percebam o mundo ao seu redor e tomem decisões com base nessa percepção. Essa tecnologia é aplicada em diversos campos e aumenta a produtividade, a competitividade e a qualidade de diversas indústrias e empresas no mercado.

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