\subsection{\label{mod2009}Modelo 2009}

Este modelo (Figura \ref{phua2009}) é o que actualmente se encontra em desenvolvimento no LAR (\textit{Laboratório de Automação e Robótica}), no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro. A criação do novo modelo foi iniciado em 2009 e surgiu da necessidade da correcção de algumas limitações encontradas no modelo anterior.

\begin{figure}[h!]
\centering
\includegraphics[width=50mm]{capitulo2/imagens/phua2009}
\hspace{10mm}
\includegraphics[width=50mm]{capitulo2/imagens/phua2009cc}
\caption[Robô humanóide desenvolvido em 2009 e respectiva cadeia cinemática]{Robô humanóide desenvolvido em 2009 e respectiva cadeia cinemática.\cite{remi_sabino}}
\label{phua2009}
\end{figure}

Neste novo modelo, foi introduzido o conceito de actuação híbrida. Este tipo de actuação é uma combinação entre a actuação activa e a actuação passiva e tem como objectivo o auxilio à locomoção do robô. Para tal, foram utilizados elásticos de borracha como actuadores passivos em diversas juntas da estrutura do robô (ver em detalhe secção \ref{hybrid}). A estrutura das pernas deste humanóide é, assim como o modelo de 2005, baseada em um exoesqueleto em alumínio, por forma a criar uma estrutura compacta e o mais pequena possível, respeitando as dimensões antropomórficas \cite{remi_sabino}.

\begin{table}[h!]
\centering
\caption[Graus de liberdade dimensionados]{Graus de liberdade dimensionados.}
\label{tab_phua2009}
\begin{tabular}{c r}
\hline
\textbf{Articulação}&\textbf{Número GdL}\\ \hline
Tornozelos& 2(x2)\\
Joelhos& 1(x2)\\
Ancas& 3(x2)\\
Tronco& 1+2\\
\hline 
\end{tabular}
\end{table}

A Tabela \ref{tab_phua2009}, indica a distribuição dos graus de liberdade ao longo da perna do robô humanóide. De notar que embora não seja referido, existe uma articulação (Figura \ref{phua2009pe}), não actuada, na base do pé. Esta articulação tem a função de auxiliar o ciclo de marcha favorecendo o equilíbrio, simulando de uma forma simplificada a funcionalidade dos dedos dos pés do ser humano. De salientar novamente a inclusão do grau de liberdade na anca que permite a rotação da perna (Figura \ref{phua2009rotperna}), não sendo de facto um grau de liberdade importante. A maioria dos robôs não o incluem, a sua existência serve para se conseguir um maior realismo nos movimentos da perna.


\begin{figure}[h!]
\begin{minipage}[t]{0.47\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=50mm]{capitulo2/imagens/phua2009pe}
\caption[Articulação do pé]{Articulação do pé.\cite{remi_sabino}}
\label{phua2009pe}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=20mm]{capitulo2/imagens/phua2009rotperna}
\caption[Rotação da perna]{Rotação da perna.\cite{remi_sabino} }
\label{phua2009rotperna}
\end{minipage}
\end{figure}

Uma das alterações realizadas relativamente ao antigo modelo foi a substituição dos extensómetros nos pés por 4 sensores de força nos cantos de cada pé (Figura \ref{phua2009pesensor}). Esta alteração permitirá ao controlador saber a posição do centro de pressão de cada pé e tomar decisões no sentido da actuação das juntas em função do tipo de movimento que esta a ser realizado.

Actualmente, está implementado na pélvis do humanóide o grau de liberdade que permite a rotação do tronco segundo o eixo longitudinal (Figura \ref{phua2009tronco1}), estando prevista a inclusão de mais dois graus (flexão/extensão e inclinação lateral) na estrutura superior a ser desenvolvida.

\begin{figure}[h!]
\begin{minipage}[t]{0.47\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=55mm]{capitulo2/imagens/phua2009pesensor}
\caption[Sensores de força no pé]{Sensores de força no pé.\cite{remi_sabino}}
\label{phua2009pesensor}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.5\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=35mm]{capitulo2/imagens/phua2009tronco1}
\caption[Rotação longitudinal do tronco]{Rotação longitudinal do tronco.\cite{remi_sabino}}
\label{phua2009tronco1}
\end{minipage}
\end{figure}

Para a actuação das juntas foram utilizados os servomotores \textit{Hitec HSR 5980SG}, que são bastante leves e pequenos, e suportam binários elevados (cerca de 3 \textit{N.m}). A transmissão é realizada através de polias acopladas ao servomotor e de correias dentadas. A tensão na correia pode ser ajustada através da afinação do entre-eixo entre a polia no servomotor e a polia na junta actuada (Figura \ref{phua2009ajuservo}).

\begin{figure}[h!]
\begin{minipage}[t]{0.47\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=25mm]{capitulo2/imagens/phua2009ajuservo}
\caption[Método de ajuste do entre-eixo]{Método de ajuste do entre-eixo.\cite{remi_sabino}}
\label{phua2009ajuservo}
\end{minipage}
\begin{minipage}[t]{0.50\linewidth}
\centering
\includegraphics[width=55mm]{capitulo2/imagens/phua2009juntauni}
\caption[Junta universal]{Junta universal.\cite{remi_sabino} }
\label{phua2009juntauni}
\end{minipage}
\end{figure}

Um aspecto importante no desenvolvimento desta estrutura foi a criação das juntas universais (Figura \ref{phua2009juntauni}), que permitem ter dois eixos de rotação concorrentes e ortogonais actuados, permitindo inclusive a acomodação de um dos actuadores no seu interior, reduzindo assim o volume final de cada articulação. Este tipo de junta foi utilizada nas articulações dos tornozelos e ancas, sendo possível a sua utilização no desenvolvimento da articulação do tronco.

A estrutura previamente desenvolvida tem uma altura de cerca de 400 milímetros, e um peso aproximado de 2,9 quilogramas. Todas as articulações desenvolvidas têm as mesmas amplitudes de movimentos que os seres humanos, salvo as excepções onde estas se encontram limitadas devido ao curso máximo dos servomotores.