Estrutura robô roquei

Estrutura

Um dos passos mais importantes no desenvolvimento do robô é a sua estrutura. Conseguir associar as necessidades do nosso projeto e as normas de desenvolvimento fornecidas pela universidade é um dos maiores desafios que enfrentamos. De acordo com o manual da atividade prática supervisionada, as dimensões máximas (em mm) para o robô são:

[pic 1]

Figura 1: Ilustração das dimensões limites para o robô, fonte: autoria própria.

Cumprimento = 200 mm; Largura = 200 mm; Altura = 100 mm.

Com este limite tivemos que organizar da melhor forma possível os componentes internos do nosso robô, porém o principal problema que enfrentamos foi o limite de peso estipulado no manual, limite este de 2 kg.

Os componentes internos do robô já equivalem no mínimo 70% do peso máximo permitido, pensando nisso, tivemos que calcular e testar diferentes tipos de estruturas e materiais para conseguir seguir o regulamento além de manter boas propriedades ao nosso projeto.

Os materiais cogitados foram:

* Aço - densidade: 7,85 g/cm³

* Alumínio - densidade: 2,7 g/cm³

* Nylon - densidade: 1,13 g/cm³

* Madeira (Tipo MDF - Fibra de Média Densidade) - densidade: 0,85 g/cm³

* Acrílico - densidade: 1,18 g/cm³

* Teflon - densidade: 2,2 g/cm³

Além da densidade citada acima, outra característica que levamos em consideração foi a resistência mecânica do material, visto que haverá choques físicos entre nosso robô e os outros robôs participantes.

O próximo passo foi desenhar uma estrutura dentro das dimensões limites, e que comportasse todas as peças internas do sistema. A estrutura escolhida foi a seguinte (medidas em mm):

[pic 2]

Figura 2: Ilustração da estrutura inicial da estrutura do robô (medidas em mm), fonte: Autoria Própria.

A área total desta estrutura é de 123542 mm² ou 1235,42cm², a espessura da parede da estrutura é de 3 mm ou 0,3 cm, logo o nosso volume total em cm³ é de: 1235,42*0,3 = 370,626 cm³.

Com este volume e as densidades dos materiais listados anteriormente, foi possível encontrar a massa total da estrutura para cada material:

Aço: 370,626 * 7,85 = 2909,42 g ou 2,9 kg

Alumínio: 370,626 * 2,7 = 1000,69 g ou 1 kg

Nylon: 370,626 * 1,13 = 418,80 g ou 0,42 kg

Madeira: 370,626 * 0,85 = 315,03 g ou 0,32 kg

Acrílico: 370,626 * 1,18 = 437,34 g ou 0,44 kg

Teflon: 370,626 * 2,2 = 815,34 g ou 0,82 kg

Com estes resultados chegamos a conclusão que a estrutura consumiria uma grande parte do peso limite, e então buscamos soluções para este problema. A melhor solução encontrada foi reduzir a massa da estrutura fazendo furos nas suas paredes, mas sem perder sua configuração inicial. Depois de realizados estes procedimentos, chegamos a seguinte configuração:

[pic 3]

Figura 3: Ilustração da estrutura final do robô (medidas em mm), fonte: Autoria própria.

Depois de ajustada a área total de nossa estrutura ficou com 89342 mm² ou 893,42 cm², e o volume final em cm³ ficou 268,03 cm³, dessa forma as massas para cada material ficaram:

Aço: 268,03 * 7,85 = 2104,04 g ou 2,1 kg

Alumínio: 268,03 * 2,7 = 723,68 g ou 0,72 kg

Nylon: 268,03 * 1,13 = 302,88 g ou 0,3 kg

Madeira: 268,03 * 0,85 = 227,83 g ou 0,22 kg

Acrílico: 268,03 * 1,18 = 316,28 g ou 0,32 kg

Teflon: 268,03 * 2,2 = 589,7 g ou 0,6 kg