Torque de Servo para Braço
Calcula o torque estático necessário para um servomotor sustentar um braço horizontal, T = m·g·L, a partir da massa na ponta m, da gravidade g (9,81 m/s²) e do comprimento do braço L. O resultado, em N·m, é o torque mínimo que o servo precisa fornecer para manter o braço na horizontal contra o peso da carga — a posição mais desfavorável. É um cálculo essencial no projeto de braços robóticos, garras e mecanismos atuados por servos, dimensionando o motor com margem de segurança sobre esse valor. Para braços com massa própria, considera-se o centro de massa. Informe a massa e o comprimento do braço.
Resultado
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Torque de servo para braço
Ao projetar um braço robótico, uma garra ou qualquer mecanismo atuado por servomotor, a primeira pergunta é: o servo tem torque suficiente para levantar e sustentar a carga? A situação mais crítica é o braço na horizontal, totalmente estendido, pois aí o peso da carga gera o máximo momento em relação ao eixo do servo. O torque necessário é T = m·g·L, o produto da massa na ponta, da gravidade (9,81 m/s²) e do comprimento do braço (o braço de alavanca). A relação revela o desafio do alcance: dobrar o comprimento do braço dobra o torque exigido para a mesma carga — é por isso que braços longos precisam de servos potentes ou de cargas leves, e por que robôs colaborativos têm cargas úteis modestas em relação ao seu alcance. Na prática, três cuidados se somam a este cálculo básico. Primeiro, o braço tem massa própria, cujo peso atua no centro de massa (a meio comprimento, para um braço uniforme) e soma seu próprio torque. Segundo, é preciso uma margem de segurança generosa (tipicamente 2× a 3× o torque estático), porque o servo também precisa acelerar a carga (torque dinâmico = I·α), vencer atrito, e ainda manter precisão sob a carga. Terceiro, servos especificam o torque em kg·cm ou N·m a uma certa tensão — converter e comparar é essencial. Subdimensionar o servo leva a braços que 'cedem', vibram, superaquecem ou simplesmente não levantam a carga. Este cálculo é o ponto de partida do dimensionamento de qualquer junta robótica acionada. Informe a massa na ponta e o comprimento do braço.
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Cinemática Direta (2 GL)
Calcula a posição (x, y) da extremidade de um braço robótico planar de 2 graus de liberdade a partir dos ângulos das juntas: x = L1·cos(θ1) + L2·cos(θ1+θ2) e y = L1·sin(θ1) + L2·sin(θ1+θ2). É a cinemática direta — dados os ângulos das juntas, encontrar onde a ferramenta está. Fundamental no controle de manipuladores e na simulação de robôs. Informe os comprimentos dos elos (L1, L2) e os ângulos das juntas (θ1, θ2) em graus.
Alcance de Braço Robótico
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Torque de Motor pela Corrente
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