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EnglishProjetos
MEMS (microelectromechanical systems) é a tecnologia que combina componentes mecânicos e elétricos em uma escala de micrometros. Sensores inerciais do tipo MEMS tornaram-se recentemente populares em muitas áreas, desde o uso cotidiano, como em smartphones e tablets, até aplicações industriais, como em monitoramento de movimentação de robôs e humanos e navegação de veículos (tripulados ou não).
Um conjunto de sensores inerciais montados em uma unidade é chamado de Unidade de Medição Inercial (IMU). Uma IMU com seis graus de liberdade é composta por uma tríade de acelerômetros com eixos sensíveis mutuamente ortogonais e uma tríade de girômetros também com eixos mutuamente ortogonais. Integração matemática dos sinais inerciais (aceleração e velocidade angular) ao longo de tempo permite obter mudança de posição da IMU com relação a um sistema coordenado de referência.
Características vantajosas tais como tamanho e peso reduzidos, custo acessível, baixo consumo de energia e não necessidade de linha de visão entre o sistema de medição e o mensurando fazem das IMUs uma tecnologia com alto potencial de aplicação em metrologia dimensional. Entretanto, este potencial ainda não está consolidado, devido a limitações como presença de ruído e instabilidade dos sinais com a temperatura. Além disso, o processamento matemático adiciona outras fontes de erro ao resultado da medição.
Este projeto tem por objetivo realizar um estudo exploratório da capacidade de IMUs do tipo MEMS em tarefas de metrologia dimensional no âmbito da geodésia industrial. Mais especificamente, dado um dispositivo IMU, uma tarefa de medição e um algoritmo de processamento, pretende-se responder à pergunta: o sistema é capaz de realizar a medição de acordo com as especificações de tolerância? O escopo da pesquisa está limitado a IMUs do tipo MEMS com seis graus de liberdade.
Status: Finalizado
Esse sistema é composto de um conjunto de transmissores de sinal luminoso infravermelho e respectivos receptores. A posição dos receptores na área de medição é determinada através do processamento dos sinais recebidos por cada um dos receptores. Os transmissores podem ser distribuídos de forma flexível ao redor do objeto de medição. A área de medição coberta pelo sistema depende da quantidade de transmissores utilizados. A configuração disponível para este projeto dispõe de 6 transmissores capazes de cobrir uma área retangular de 30 m x 45 m. O erro máximo admissível, para medições de comprimento em condições de laboratório, é da ordem de 0,2 mm sendo esse valor constante em toda a área de medição.
O fabricante do equipamento cita a indústria naval e offshore como uma das áreas de aplicação desse sistema. As possibilidades de uso do iGPS nesse setor foram, no entanto, ainda pouco exploradas.
O presente projeto visa a determinação do desempenho do sistema iGPS em tarefas de medição, posicionamento e alinhamento na indústria naval e offshore. Esse objetivo será alcançado através de: A) Identificação de processos críticos com potencial aplicação do sistema iGPS; B) Determinação do desempenho metrológico do sistema iGPS em tarefas de medição, posicionamento e alinhamento simuladas em escala reduzida; C) Avaliação da robustez do sistema para uso em ambiente de construção naval; D) Aplicação-piloto, em estaleiro, em ao menos um dos processos críticos identificados.
Melhorias em processos de construção naval e oceânica através do uso de técnicas avançadas de geodésia industrial
Status: Finalizado
Técnicas modernas de medição tridimensional da área da metrologia denominada de geodésia industrial podem ser aliadas importantes na redução de esforços de retrabalho em processos de construção naval e oceânica. Dentre as técnicas mais recentemente desenvolvidas estão o sistema Indoor-GPS (iGPS) e sistemas inerciais MEMS.O sistema iGPS é composto de um conjunto de transmissores de sinal luminoso infravermelho e respectivos receptores. A posição dos receptores na área de medição é determinada através do processamento dos sinais recebidos por cada um dos receptores. Os transmissores podem ser distribuídos de forma flexível ao redor do objeto de medição. A área de medição coberta pelo sistema depende da quantidade de transmissores utilizados. A configuração disponível para este projeto dispõe de 6 transmissores capazes de cobrir uma área retangular de 30 m x 45 m. O erro máximo admissível, para medições de comprimento em condições de laboratório, é da ordem de 0,2 mm sendo esse valor constante em toda a área de medição. O fabricante do equipamento cita a indústria naval e oceânica como uma das áreas de aplicação desse sistema. As possibilidades de uso do iGPS nesse setor foram, no entanto, ainda pouco exploradas.
Uma outra alternativa a sistemas convencionais (estação total, níveis, prumos etc.) para as etapas de alinhamento e posicionamento de blocos e megablocos representam sistemas de medição de posição e orientação basteados em sensores inerciais miniaturizados do tipo MEMS. Esses sistemas de baixo custo, compostos tipicamente de tríades de acelerômetros e girômetros, são hoje, por exemplo, empregados em smartphones de última geração (e.g. Apple iPhone 5 e Samsung S4) e jogos eletrônicos (e.g. Nintendo Wii). Apesar de bastante empregados em áreas com requisitos elevados de precisão e exatidão, como robótica e veículos autônomos, não foram encontradas na literatura referências relacionadas ao uso desse tipo de sistema no apoio a processos montagem em construção naval.
O presente projeto visa a melhoria da qualidade e produtividade de processos de montagem de painéis, montagem de blocos e edificação na construção de embarcações e estruturas oceânicas através do uso de técnicas avançadas de geodésia industrial. Esse objetivo geral é desdobrado nas seguintes metas: A) avaliação do desempenho metrológico dos sensores de um sistema inercial MEMS; B) desenvolvimento de um sistema baseado em sistemas inerciais MEMS para rastreamento de um objeto no espaço em seis graus de liberdade; C) desenvolvimento de modelos físicos em escala reduzida de componentes para simulação de processos de montagem de painéis, montagem de blocos e edificação; D) desenvolvimento de processo em escala (e.g. 1:5) com uso das tecnologias iGPS e sistemas inerciais MEMS; E) avaliação experimental do desempenho dos processos de montagem em escala e F) aplicação-piloto, em estaleiro, de ao menos um dos processos de montagem desenvolvidos.