\subsection{Acoplamento}

O acoplamento entre as unidades é o elemento mais importante do protótipo. Este permite que as unidades simples assumam um comportamento conjunto de forma a  superar o objectivo pretendido. Como descrito, a utilização de uma junta universal permite duas rotações e a sua montagem permite um terceiro grau de liberdade. A figura \ref{fig:acoplamento} (a) representa o funcionamento do acoplamento desenhado. A tracção dos cabos, assinalada pelas setas a vermelho e verde, permitem a actuação da rotação do acoplamento assinalada pela seta azul. Possibilita-se assim cumprir o propósito representado na figura \ref{fig:acoplamento} (b).

Uma vez que é permitida a rotação das unidades segundo um eixo longitudinal ao protótipo, pode ocorrer inversão de uma unidade em relação ao outra. Para o sistema de cabos poder ser utilizado nessa situação, foi desenhada uma peça rotativa sobre um rolamento axial, mantendo assim a orientação dos cabos mediante inversão da unidade.

\begin{figure}[ht]
\centering 
\mbox{
\subfigure[]{\epsfig{file=proposta/imagens/acoplamento1.eps,width=80mm}}
\quad
\subfigure[]{\epsfig{file=proposta/imagens/forcas1.eps,width=60mm}}
}
\centering 
\caption{Acoplamento entre unidades: representação esquemática do acoplamento. (a), representação da elevação de unidades(b).}
\label{fig:acoplamento}
\end{figure}

De forma a poder actuar a junta através do acoplamento desenhado, é importante saber qual a força de tracção necessária. O diagrama da figura \ref{fig:diagrama} permite calcular a força necessária para a elevação de duas unidades. O diagrama representa o início da elevação, uma vez que é o momento em que a força necessária é superior. 

\begin{figure}[ht]
\centering
\epsfig{file=proposta/imagens/diagrama.eps,width=100mm}
\caption{Diagrama de forças para a elevação de duas unidades.}
\label{fig:diagrama}
\end{figure}

Para calcular a força de tracção representada por F estabelece-se um equilíbrio de momentos:

\begin{eqnarray}
\nonumber
F.16 = Fg.100+Fg.(100+200)\\
F = 25.Fg
\end{eqnarray}

Visto a massa máxima de uma unidade ser de 1kg, o peso é de cerca de $10N$ ($Fg=10N$). Assim, a força de tracção no cabo para a elevação de duas unidades é de 250N.  No apêndice \ref{ane:elementos} encontram-se os resultados da analise numérica da estrutura do acoplamento sujeita a um carregamento de $300N$, tendo um coeficiente de segurança mínimo de $1,2$.


De realçar que, para permitir a elevação de unidades, é necessário que a massa atrás do ponto de rotação seja superior à massa das unidades elevadas. Para que seja possível actuar um acoplamento de forma eficaz é necessário que o centro de massa do robô seja atrás do mesmo. Assim, utilizando um número ímpar de unidades é possível elevar metade truncada e utilizando um número par de unidade é possível elevar metade menos uma unidades. De modo a que seja possível elevar metade das unidades do robô com número par de unidades, utiliza-se um módulo de lastro em último lugar. 
