\subsubsection{ARMAR III}

O robô ARMAR III (Figura \ref{armar3}), foi desenvolvido e construído no Institute of Product Development (IPEK) da Universidade de Karlsruhe na Alemanha, e foi apresentado em 2006.

Este robô é composto por um total de 45 graus de liberdade, e encontra-se dividido em uma estrutura superior do corpo, e uma plataforma holonómica para locomoção. Na estrutura superior do corpo encontram-se integrados os módulos correspondentes aos dois braços, incluindo o pulso e a mão, e as articulações do pescoço, tórax e tronco \cite{armar3}.

\begin{figure}[h!]
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\includegraphics[width=105mm]{capitulo1/imagens/armar3cin}
\caption[Robô ARMAR III e a sua cadeia cinemática]{Robô ARMAR III e a sua cadeia cinemática.\cite{armar3}}
\label{armar3}
\end{figure}
\vspace{5mm}
A envergadura e o espaço de trabalho deste robô são similares aos de um ser humano com cerca de 1,75 metros de altura. A Tabela \ref{dof_armar} mostra o número de graus de liberdade correspondentes a cada uma das juntas enquanto que a Tabela \ref{alc_armar} indica os limites máximos para cada junta.

\begin{table}[h!]
\centering
\caption{Graus de liberdade da parte superior do corpo}
\label{dof_armar}
\begin{tabular}{l c c c}
\hline
\multicolumn{4}{c}{\textbf{Graus de Liberdade}}\\ \hline
Componente&G.d.L.&Qtd&Total\\ \hline
Pulso&2&2&4\\
Cotovelo&2&2&4\\
Ombro&3&2&6\\
Pescoço&4&1&4\\
Tronco&3&1&3\\ \hline
\multicolumn{3}{l}{Parte Superior}&21\\ \hline
\end{tabular}
\end{table}


\begin{table}[h!]
\centering
\caption{Amplitudes dos movimentos para cada grau de liberdade}
\label{alc_armar}
\begin{tabular}{l c c c}
\hline
\multicolumn{4}{c}{\textbf{Alcance Movimentos}}\\ \hline
Pulso&$\theta_{1}$&\multicolumn{2}{r}{$-30\,^{\circ}$ a $30\,^{\circ}$}\\
&$\theta_{2}$&\multicolumn{2}{r}{$-60\,^{\circ}$ a $60\,^{\circ}$}\\ \hline

Cotovelo&$\theta_{3}$&\multicolumn{2}{r}{$-90\,^{\circ}$ a $90\,^{\circ}$}\\
&$\theta_{4}$&\multicolumn{2}{r}{$-10\,^{\circ}$ a $150\,^{\circ}$}\\ \hline

Ombro&$\theta_{5}$&\multicolumn{2}{r}{$-180\,^{\circ}$ a $180\,^{\circ}$}\\
&$\theta_{6}$&\multicolumn{2}{r}{$-45\,^{\circ}$ a $180\,^{\circ}$}\\ 
&$\theta_{7}$&\multicolumn{2}{r}{$-10\,^{\circ}$ a $180\,^{\circ}$}\\ \hline

Pescoço&$\theta_{8}$&\multicolumn{2}{r}{$-180\,^{\circ}$ a $180\,^{\circ}$}\\
&$\theta_{9}$&\multicolumn{2}{r}{$-45\,^{\circ}$ a $45\,^{\circ}$}\\ 
&$\theta_{10}$&\multicolumn{2}{r}{$-45\,^{\circ}$ a $45\,^{\circ}$}\\ &$\theta_{11}$&\multicolumn{2}{r}{$-60\,^{\circ}$ a $60\,^{\circ}$}\\ \hline

Tronco&$\theta_{12}$&\multicolumn{2}{r}{$-180\,^{\circ}$ a $180\,^{\circ}$}\\
&$\theta_{13}$&\multicolumn{2}{r}{$-15\,^{\circ}$ a $60\,^{\circ}$}\\ 
&$\theta_{14}$&\multicolumn{2}{r}{$-20\,^{\circ}$ a $20\,^{\circ}$}\\ \hline
\end{tabular}
\end{table}


Os três graus de liberdade no ombro permitem uma grande variedade de movimentos, e em conjunto com os dois graus de liberdade existentes no cotovelo e no pulso, o braço pode ser usado na execução de diversas tarefas complexas \cite{armar3}.

Os motores e transmissões de todas as articulações deste humanóide foram  desenhados por forma a que as suas contribuições para a inércia sejam as menores possíveis. Como é mostrado na Figura \ref{rotombro}, a unidade responsável pela flexão/extensão do braço (ROT1) encontra-se directamente fixa ao tronco. Isto deve-se ao facto de ser esta a unidade que necessita de fornecer o maior binário, reduzindo assim a sua contribuição para a inércia. A unidade de abdução/adução do braço (ROT2) e a unidade de supinação/pronação (ROT3) foram colocadas perto dos seus eixos de rotação para melhorar a dinâmica da articulação do ombro. Nesta articulação foram usadas transmissões harmónicas, parafuso sem fim e transmissões por correias dentadas.

A articulação do cotovelo é composta por dois graus de liberdade; os motores desta articulação encontram-se situados não no braço mas sim no tórax do robô. Este tipo de implementação permite uma redução da massa do braço assim como uma redução do espaço ocupado. A transmissão é realizada por intermédio de cordas, que vão desde o tórax, passando pelo ombro chegando ao cotovelo. Na articulação do pulso existem também dois graus de liberdade; os motores para esta articulação estão situados no antebraço e a transmissão é efectuada ou por uma correia dentada ou por cordas.

No design do tórax foi considerada a optimização do arranjo dos componentes mecânicos e eléctricos, como a inclusão dos quatro motores referentes as articulações do ombro, bem como a inclusão de duas unidades de processamento baseado em PC-104, quatro Módulos Universais de Controlo \textit{(UCoM - Universal Controller Modules)}, conversores A/D e DC/DC, e também sensores inerciais. 
 
\begin{figure}[h!]
\centering
\hspace{10mm}
\includegraphics[width=60mm]{capitulo1/imagens/armar_ombro} 
\caption[Vista da articulação do ombro]{Vista da articulação do ombro.\cite{armar3}}
\label{rotombro}
\end{figure} 
 
O tronco do ARMAR III encontra-se dividido em duas partes, o tórax e a junta do tronco abaixo dele. Esta junta (Figura \ref{armartronco}), permite o movimento de toda a estrutura superior, relativamente à plataforma holonómica. Na junta do tronco também são usados motores eléctricos, para uma actuação homogénea, em conjunto com transmissões harmónicas, à excepção da Rot.2, onde é usada uma transmissão por correia dentada.

\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=100mm]{capitulo1/imagens/armar3_tronco}
\caption[Vista da junta do tronco]{Vista da junta do tronco.\cite{armar3}}
\label{armartronco}
\end{figure}
