Browsing by Author "Moreira, Eduardo"
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- Cable robot for non-standard architecture and construction: A dynamic positioning systemPublication . Moreira, Eduardo; Pinto, Andry; Costa, Paulo Gomes da; Moreira, António Paulo G. M.; Veiga, Germano; Lima, José; Sousa, Jose Pedro; Costa, PedroIn the past few years, cable-driven robots have received some attention by the scientific community and the industry. They have special characteristics that made them very reliable to operate with the level of safeness that is required by different environments, such as, handling of hazardous materials in construction sites. This paper presents a cable-driven robot called SPIDERobot, that was developed for automated construction of architectural projects. This robot has a rotating claw and it is controlled by a set of 4 cables that allow 4 degrees of freedom. In addition to the robot, this paper introduces a Dynamic Control System (DCS) that controls the positioning of the robot and assures that the length of cables is always within a safe value. Results show that traditional force-feasible approaches are more influenced by the pulling forces or the geometric arrangement of all cables and their positioning is significantly less accurate than the DCS. Therefore, the architecture of the SPIDERobot is designed to enable an easily scaling up of the solution to higher dimensions for operating in realistic environments.
- A cable-driven robot for architectural constructions: a visual-guided approach for motion control and path-planningPublication . Pinto, Andry; Moreira, Eduardo; Lima, José; Sousa, José Pedro; Costa, PedroCable-driven robots have received some attention by the scientific community and, recently, by the industry because they can transport hazardous materials with a high level of safeness which is often required by construction sites. In this context, this research presents an extension of a cable-driven robot called SPIDERobot, that was developed for automated construction of architectural projects. The proposed robot is formed by a rotating claw and a set of four cables, enabling four degrees of freedom. In addition, this paper proposes a new Vision-Guided Path-Planning System (V-GPP) that provides a visual interpretation of the scene: the position of the robot, the target and obstacles location; and optimizes the trajectory of the robot. Moreover, it determines a collision-free trajectory in 3D that takes into account the obstacles and the interaction of the cables with the scene. A set of experiments make possible to validate the contribution of V-GPP to the SPIDERobot while operating in realistic working conditions, as well as, to evaluate the interaction between the V-GPP and the motion controlling system. The results demonstrated that the proposed robot is able to construct architectural structures and to avoid collisions with obstacles in their working environment. The V-GPP system localizes the robot with a precision of 0.006 m, detects the targets and successfully generates a path that takes into account the displacement of cables. Therefore, the results demonstrate that the SPIDERobot can be scaled up to real working conditions.
- Caracterização dos sedimentos produzidos por simulação de chuva sobre a banda árida da albufeira se Serra Serrada, NE PortugalPublication . Fonseca, Felícia; Figueiredo, Tomás de; Moreira, Eduardo; Geraldes, Ana MariaA qualidade da água e o estado trófico das albufeiras são o resultado da interacção de factores intrínsecos e extrínsecos ao sistema. Entre os primeiros, salientam-se a idade e a morfologia das albufeiras. Em relação aos segundos são de realçar as características dos solos, climáticas, geológicas e morfológicas da bacia de drenagem. A ocorrência de fenómenos de erosão nas bacias de drenagem e na banda árida (zona interníveis) das albufeiras conduz, especialmente durante períodos de intensa precipitação, à entrada de elevada carga de nutrientes e de matéria orgânica provenientes dos ecossistemas terrestres circundantes. Neste sentido, o presente trabalho teve como principal objetivo estudar os sedimentos produzidos por simulação de chuva aplicada sobre a banda árida da albufeira de Serra Serrada, principal fonte de abastecimento de água à cidade de Bragança, localizada no Parque Natural de Montesinho sobre litologia de granito, a 1300 m de altitude. A simulação de chuva foi realizada em setembro, após o período estival e antes das primeiras chuvas (albufeira no nível mínimo). O momento em que foi realizada a simulação permite ter uma ideia do efeito das primeiras chuvas sobre a carga de sedimentos e nutrientes que são arrastados para a albufeira a partir desta área (banda árida). Foram selecionados 4 locais (2 na margem esquerda e 2 na margem direita), tendo em conta o declive e os acessos. Em cada local foi instalada uma micro-parcela de erosão com 1 m2 e realizaram-se duas simulações de chuva com o intervalo de uma hora. Para cada simulação foi avaliada a quantidade de sedimentos e volume de água de escoamento. Os resultados mostram uma potencial elevada carga de entrada de sedimentos na albufeira (cerca de 200 g/m2) e um coeficiente de escoamento acima de 77 %, significando que a taxa de infiltração é baixa, estando relacionada com substâncias hidrofóbicas produzidas pela matéria orgânica. Os sedimentos produzidos tendem a ser ácidos, com teor de matéria orgânica de cerca de 3 % e valores baixos de P2O5, K2O e bases de troca. As concentrações de fósforo e azoto, avaliadas na água de escoamento, não mostraram uma tendência clara ao longo do período de simulação. Dada a topografia do terreno, as entradas diretas de sedimentos e nutrientes na albufeira a partir dos solos da zona envolvente são pouco expressivas, estando esta dinâmica essencialmente relacionada com a dinâmica da banda árida, ou seja, com a área envolvente da albufeira que fica descoberta ou coberta entre o nível mínimo e máximo da água na albufeira.
- Caracterização dos solos e sedimentos exportados por erosão na bacia de drenagem da albufeira de Serra Serrada, Parque Natural de MontesinhoPublication . Moreira, Eduardo; Fonseca, Felícia; Figueiredo, Tomás de; Morais, Leonardo Alves de; Pereira, Kayque; Silvino, Renata; Geraldes, Ana MariaA qualidade da água e o estado trófico das albufeiras, para além de fatores internos está dependente de fatores externos como as características edafoclimáticas, geologia, fisiografia do terreno, entre outros. Os processos erosivos que ocorrem nas zonas envolventes das albufeiras contribuem para a entrada de grandes quantidades de sedimentos e nutrientes na água, interferindo com a sua qualidade. Neste sentido, o presente trabalho teve como objeto de estudo a bacia de drenagem da albufeira de Serra Serrada, principal fonte de abastecimento de água à cidade de Bragança, localizada no Parque Natural de Montesinho a 1300 m de altitude. Estudaram-se os solos e a vegetação dos ecossistemas terrestres envolventes (banda árida e solos sob coberto de matos) e a potencial entrada de sedimentos e nutrientes no referido corpo hídrico, com recurso a simulação de chuva sobre a banda árida da albufeira. Os resultados mostram que o coberto vegetal é composto principalmente por espécies arbustivas com predomínio da urze (Erica australis; 51 %), carqueja (Chamaespartium tridentatum; 39 %) e sargaço (Alyssum alyssoides; 10 %). Os solos, desenvolvidos sob estas comunidades de matos, são delgados (cerca de 30 cm de espessura), muito ácidos, pedregosos, ricos em matéria orgânica e geralmente pobres em nutrientes, nomeadamente fósforo, potássio e bases de troca. Da simulação de chuva resultou uma potencial elevada carga de entrada de sedimentos na albufeira (cerca de 200 g/m2) e um coeficiente de escoamento acima de 77 %, significando que a taxa de infiltração é baixa, estando relacionada com substâncias hidrofóbicas produzidas pela matéria orgânica. As concentrações de fósforo e azoto, avaliadas na água de escoamento, não mostraram uma tendência clara ao longo do período de simulação. Dada a topografia do terreno, as entradas diretas de sedimentos e nutrientes na albufeira a partir dos solos da zona envolvente são pouco expressivas, estando esta dinâmica muito dependente das linhas de águas e do ciclo hidrológico da albufeira.