\subsection{\label{bracos}Braços}

A estrutura dos membros superiores é composta por duas subestruturas: o braço e o antebraço. No desenho dos membros superiores optou-se por desenvolver um sistema baseado num endoesqueleto por forma a minimizar o volume final da estrutura. Um aspecto importante que foi ganhando maior relevo durante a fase de desenho foi a criação de uma estrutura completa onde alguns dos seus componentes sejam pequenas derivações de outros componentes, por forma reduzir os tempos de maquinagem.

Iniciou-se o desenvolvimento do braço do robô humanóide a partir do ombro, pois o grau de liberdade referente à flexão já se encontrava definido. Foi então desenvolvido o elemento estrutural que serve de suporte ao segundo e terceiro grau de liberdade (Figura \ref{braco12} à esquerda)

\begin{figure}[h!]
%\begin{minipage}[t]{0.40\linewidth}
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\includegraphics[width=150mm]{capitulo3/imagens/braco12}
\caption[Componentes da estrutura do braço e suporte servomotor ombro]{Componentes da estrutura do braço e suporte do servomotor do ombro.}
\label{braco12}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[t]{0.57\linewidth}
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%\includegraphics[width=85mm]{capitulo3/imagens/braco2}
%\caption[Suporte servomotor ombro]{Suporte servomotor ombro.}
%\label{braco2}
%\end{minipage}
\end{figure}

A utilização de um sistema baseado num endoesqueleto necessita que elementos, como os servomotores, possuam alguma forma de fixação à estrutura e que esta não permita deslocamentos; para tal, foram desenvolvidos os seguintes componentes (Figura \ref{braco12} à direita): a peça (6) serve de suporte e fixação do servomotor responsável pela adução/abdução do braço à sua estrutura (5). Este suporte é fixo por intermédio de dois parafusos M3 (7). Os suportes (4) têm como objectivo suportar parte do esforço na rotação medial.

Definido o grau de liberdade referente à adução/abdução falta definir o grau referente à rotação do braço. O sistema de rotação do braço (Figura \ref{braco345}) funciona da seguinte forma: o servomotor (2) responsável por este movimento encontra-se acoplado ao seu respectivo suporte (4) através de dois parafusos M2 (1), posteriormente o suporte é fixo à base do braço através dos dois parafusos M3 (5). 

O movimento de rotação é transmitido do servomotor ao veio de transmissão (7) onde será acoplada a restante parte do braço (Figura \ref{braco345} ao centro).

O veio de transmissão encontra-se confinado a uma caixa (4) e (8) onde este roda sobre dois rolamentos NTB 1226 (6). A utilização dos rolamentos tem como objectivo a redução do atrito na junta e evitar o desgaste do veio quando este é sujeito a esforços. A Figura \ref{braco345} ao centro mostra os restantes componentes da estrutura do braço. O ligador (1) é o elemento que faz a junção entre a estrutura do braço 2 (4) e o veio de rotação por intermédio dos parafusos M2 (2).

\begin{figure}[h!]
%%\begin{minipage}[t]{0.45\linewidth}
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\includegraphics[width=155mm]{capitulo3/imagens/braco345}
\caption[Sistema de rotação do braço]{Sistema de rotação do braço.}
\label{braco345}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[t]{0.52\linewidth}
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%\includegraphics[width=45mm]{capitulo3/imagens/braco4}
%\caption[Rotação do braço (cont.)]{Rotação do braço (cont.).}
%\label{braco4}
%\end{minipage}
\end{figure}

Na estrutura do braço 2 (4) da Figura \ref{braco345} ao centro, encontra-se o servomotor referente ao grau de liberdade existente no cotovelo. Este servomotor está fixo à estrutura da mesma forma que o servomotor do movimento de adução/abdução do ombro (Figura \ref{braco345} à direita).

Para a articulação do cotovelo era necessário desenvolver um componente, que para além de permitir a sua flexão/extensão, pudesse ser aplicado igualmente na articulação do ombro. Tendo por base este pressuposto foi desenvolvida uma junta universal (Figura \ref{braco67} à esquerda). 

Durante o desenvolvimento desta junta surgiu a necessidade de criar um sistema de apoio do servomotor neste componente, dado que no esboço inicial o servomotor apenas seria fixado apenas num dos lados. 

No sistema agora desenvolvido (Figura \ref{braco67} à direita) o servomotor passa a estar fixo em um dos lados da juntas e apoiado no outro lado. Isto permite que, na ocorrência de eventuais esforços, estes sejam melhor distribuídos pela junta. O mesmo princípio foi utilizado para a articulação do ombro.

\begin{figure}[h!]
%\begin{minipage}[t]{0.45\linewidth}
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\includegraphics[width=150mm]{capitulo3/imagens/braco67}
\caption[Suporte para a junta universal para a articulação do cotovelo]{Suporte para a junta universal para a articulação do cotovelo.}
\label{braco67}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[t]{0.52\linewidth}
%\centering
%\includegraphics[width=80mm]{capitulo3/imagens/braco7}
%\caption[Articulação cotovelo]{Articulação cotovelo.}
%\label{braco7}
%\end{minipage}
\end{figure}

\begin{figure}[h!]
%\begin{minipage}[t]{0.45\linewidth}
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\includegraphics[width=100mm]{capitulo3/imagens/braco89}
\caption[Braço completo]{Braço completo.}
\label{braco8}
%\end{minipage}
%\begin{minipage}[t]{0.52\linewidth}
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%\includegraphics[width=45mm]{capitulo3/imagens/braco9}
%\caption[Extensão do ombro]{Extensão do ombro.}
%\label{braco9}
%\end{minipage}
\end{figure}

Posteriormente foi adicionado o antebraço à estrutura (Figura \ref{braco8} à esquerda). O antebraço é composto apenas por uma peça idêntica à da estrutura do braço. No entanto, esta peça permite adicionar-lhe a qualquer momento o grau de liberdade existente no antebraço (pronação/supinação), e também prevê também a inclusão do grau de liberdade referente à flexão/extensão do pulso. Este último é baseado no mesmo sistema desenvolvido para o cotovelo e ombro.

Finalizada a construção do braço é necessária a sua implementação no tronco do robô humanóide. No entanto, antes de se pode ligar os membros ao tronco, é necessário criar um veio que prolongue o eixo de rotação do grau de liberdade da flexão/extensão do ombro (Figura \ref{braco8} à direita). Este prolongamento obriga o braço a afastar-se ligeiramente do tronco para que este possa rodar (rotação medial/lateral) livremente sem que ocorra alguma interferência com o tronco. Por forma a que o peso do braço não esteja a actuar directamente sobre o eixo do servomotor foi criada uma caixa (2) que se encontra fixa ao tronco do humanóide onde se inclui um rolamento (1) por forma a reduzir o atrito. O braço é fixado ao servomotor do ombro por intermédio dos parafusos M2 (5). Na Figura \ref{braco10} é mostrada a montagem final dos braços no tronco.

\begin{figure}[h!]
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\includegraphics[width=100mm]{capitulo3/imagens/braco10}
\caption[Montagem final dos braços no tronco]{Montagem final dos braços no tronco.}
\label{braco10}
\end{figure}
