Introdução a engenharia mecatronica

PLANEJAMENTO

Primeiramente, pensou-se na viabilidade de um carro com a propulsão fundamentada no sistema de molas. Porém, foi descartada tal hipótese mediante a dificuldade de se obter os materiais necessários, tais como uma mola adequada, ou seja, de pequenas dimensões e força elástica considerável.

Houve a tentativa de se fazer um carro à propulsão através de uma hélice conectada a uma estrutura de elásticos.Esta idéia descartada, devido a sua baixa força motriz. Na mesma linha de raciocínio (propulsão eólica), pensou-se na utilização de um balão que se adequaria às conformidades de um recipiente plástico, como uma garrafa PET, cuja força motriz decorreria da pressão resultante da vazão do gás.

Como melhor alternativa foi decidido o uso de um sistema elástico, na qual se embasaria toda locomoção do carro. Para esse modelo, concluiu-se que o melhor material para o corpo do carro, seria plástico.

MATERIAIS

A compra dos materiais ocorreu principalmente a partir de três prioridades:

• Leveza do carro;
• Obtenção da aderência necessária;
• Necessidade de alto potencial elástico.

Os materiais adquiridos foram:

• Elástico simples(de escritório);
• Canudos de plástico;
• Arruelas;
• Rodas pequenas de um carro de brinquedo(rodas dianteiras);
• Rodas grandes de uma bicicleta de brinquedo(rodas traseiras);
• Fios de cobre;
• Carretéis de linha;
• Cola super bonder, fita isolante;
• Alicate;
• Grafite em pó;
• Pregos;
• Haste de alumínio;
• Garrote;
• Borracha de câmara de ar;
• Tiras de Garrafa PET.

 

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS

Protótipo        

        A estruturação do primeiro carro, bem como o modelo final, se deu através de um mesmo procedimento, diferindo apenas no aspecto de que alguns materiais foram substituídos ou acrescentados.

        O modelo inicial consistia em uma placa de plástico (recortada) que serviria como base para os eixos. Esses eram carretéis de linha acoplados por fios de cobre, que passavam por orifícios, feitos a partir da perfuração com pregos quentes.

As rodas, pouco espessas e leves foram fixadas por um elástico simples a um fio de cobre central ao eixo. Posteriormente inseriu-se em um canudo, na tentativa de dar direcionamento ao carro, já que isso evitaria grandes oscilações do elástico no carretel. Este procedimento foi realizado apenas na parte traseira do carro.

Foram utilizadas arruelas para a diminuição do atrito entre as rodas e os carretéis. Usou-se grafite em pó no conjunto roda-carretel, para diminuir ainda mais o atrito.

No anexo: Desenho 1 – Protótipo, o esquema do carrinho é feito em perspectiva isométrica.

Teste do Protótipo

O teste foi realizado em superfície plana, e o veículo, apesar de mostrar tração relativamente boa, apresentou falhas de direcionamento, problemas de desgaste no elástico, que ocorriam depois de três ou quatro tentativas, e aderência, decorridas da pouca superfície de contato das rodas traseiras, (ainda pouco espessas). Além disso, foi detectado um problema na montagem do sistema eixo-roda, interligados pelo elástico, que pendendo para um dos lados, prejudicava ainda mais o direcionamento do carro. Baseado nesses erros, a equipe decidiu fazer diversas modificações no carro para a correção dessas falhas.

2º Veículo

Em relação ao protótipo, houve um cuidado maior na montagem do segundo carro para evitar falhas no direcionamento. Para tanto se adicionou um contrapeso.

Em relação à aderência, foi fixado um elástico simples em substituição à borracha que revestia toda a roda.

No anexo: Desenho 2 – 2º veículo, figura em perspectiva do segundo carrinho.

Teste do 2º Veículo

        O teste foi realizado novamente em uma superfície plana e pela primeira vez na rampa da competição.

        Na superfície plana o veículo apresentou performance relativamente satisfatória, embora ainda exibisse problemas no direcionamento depois de  percorrida uma distância de aproximadamente 2m.