Desenvolvimento de uma unidade de atuação eletrônica para uma mão robótica antropomórfica atuada por tendões

Abstract

O desenvolvimento de mãos robóticas antropomórficas apresenta desafios significativos relacionados à compactação dos atuadores, à transmissão eficiente de força e à coordenação de múltiplos graus de liberdade. Nesse contexto, este trabalho propõe o projeto e a implementação de uma unidade de atuação dedicada para uma mão robótica antropomórfica acionada por tendões, contemplando desde a concepção mecânica até a validação funcional do sistema integrado. Inicialmente, foi realizada a modelagem completa da unidade motora em software CAD, considerando aspectos de organização dos atuadores, guiamento dos tendões, integração estrutural e viabilidade de fabricação. A partir do modelo virtual, a unidade foi prototipada utilizando elementos impressos em filamento polimérico por manufatura aditiva, seguida da montagem mecânica e da realização das conexões elétricas entre os servomotores, a unidade de processamento e os módulos auxiliares de alimentação e comunicação. Paralelamente, foi desenvolvida uma arquitetura de software baseada em ROS 2, responsável por receber comandos do usuário, interpretar instruções individuais ou coordenadas e enviar comandos de posição aos atuadores. Foram implementados nós específicos para o acionamento de motores individuais, controle simultâneo de múltiplos motores e execução de movimentos predefinidos por meio de presets, permitindo a realização de padrões coordenados de movimento da mão robótica. Por fim, foram conduzidos testes experimentais com o objetivo de validar o funcionamento da unidade de atuação e a integração entre os subsistemas mecânico, elétrico e computacional. Os resultados demonstraram a viabilidade da solução proposta, evidenciando que a unidade desenvolvida é capaz de acionar de forma coordenada os tendões da mão robótica, atendendo aos requisitos funcionais do projeto. O trabalho contribui como uma base modular e replicável para pesquisas futuras em manipulação robótica antropomórfica e sistemas de atuação distribuída.