O BRAÇO MECANICO

UNIVERSIDADE PAULISTA

GUILHERME TADAME TOYAMA MUNIZ

9ºSEMESTRE – TURMA: EC9P07 – RA:N740JA-7

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APS: BRAÇO MECANICO

SÃO PAULO

2020

Sumário

1.        Introdução        3

1.1.        Objetivos        3

1.1.1.        Justificativa        3

1.1.2.        Objetivos        3

1.1.3.        Objetivos Específicos        4

2.        Materiais Utilizados        4

3.        Passo a Passo        5

4.        Principais Competições        7

5.        Conclusão        10

6.        Referencias        11

1. Introdução

Hoje em dia é vital que saibamos trabalhar em equipe, além de ser importante raciocínio logico e velocidade de pensamento. Dito isso, um dos meios de se exercitar esses pontos, é por competições de robótica, nas quais está incluso a criação de braços mecânicos.

Para nos aprofundar um pouco mais neste assunto, iremos mostrar o passo a passo da construção de um modelo de braço mecânico, além de mostrar algumas competições de robóticas existentes e como elas funcionam.

1. Objetivos

1. Justificativa

A escolha desse tema é muito interessante, visto que visa o aprendizado do aluno em temas que estão em alta no momento, como noções básicas de robótica. Também podemos avaliar como positiva, pois com esse estudo, é possível aprimorar qualidades de pesquisa e entender novas metodologias existentes.

1. Objetivos

Este trabalho tem como objetivo o aprendizado em robótica, além de demonstrar opções de torneio existentes e as metodologias neles aplicadas.

Outro ponto que se pode citar, é as variações de materiais, softwares e modelos de braço mecânico existentes.

1. Objetivos Específicos

Aprender sobre as metodologias aplicadas na construção de um braço mecânico, bem como os materiais utilizados e os softwares possíveis.

Verificar as principais competições existentes ao redor do mundo e do Brasil.

1. Materiais Utilizados

Para exemplificar, pegaremos um projeto já realizado, de um carrinho com braço mecânico acoplado. Os materiais utilizados na montagem tanto do carrinho quanto do braço estão especificados a seguir:

• Chassi: MDF 200x250x5 mm
• Rodas: Roldanas dentadas
• Rolamentos
• Motores: 2 Motores com redução 12V 83RPM
• Bateria: Escolhemos dois modelos de 12V com amperagem de 5 e 2,3
• Esteira: Corrente com elos
• Braço articulado: Chapas de alumínio 100x100x2 mm
• Carregador da Bateria
• 4 LEDs Verdes
• 2 LEDs Amarelos
• 2 LEDs Vermelhos
• 8 Suportes de LEDs
• 3 Resistores de 1K Ohms
• 20 Fios Jumpers
• 3 chaves inversoras
• 1 Chave dois tempos (on/off)
• 1 Eixo de alumínio ½”
• 1 cabo manga de 8vias 3 metros
• 1 pote de plástico
• 1 bobina de fio de cobre esmaltado de 0,3mm
• 1 Prego 8 mm de diâmetro

1. Passo a Passo

O esboço do projeto foi feito levando em consideração os materiais adequados para a montagem de acordo com as normas impostas no manual de construção. Foram repassados os esboços para o software de modelagem 3D (SolidWorks), podendo visualizar o que seria ou não possível.

Escolheu-se uma placa de MDF com espessura de 5 mm levando em considerção sua fácil usinabilidade e uma expessura que suporta a tração da corrente sem que o material sofresse envergadura. Foi considerada a dimensão de 200 mm de largura X 250 mm de comprimento podendo aproveitar o espaço para a disposição da montagem das peças e implementação dos componentes eletrônicos.

Seguindo os desenhos projetados, foi usinado o eixo dianteiro no torno mecânico enquanto os mancais dianteiros estavam sendo confeccionados na impressora 3D. Após conclusão do eixo e dos mancais, executou-se os rasgos oblongo para que o mancal pudesse se deslocar linearmente pela base, facilitando no ajuste da corrente.

Percebeu-se que o eixo inteiriço estava causando um peso desnecessário, então foi decidido cortar o eixo no torno utilizando o bedame, fazendo com que o eixo parecesse um pino, onde a roldana dentada que seria utilizada como roda pudesse girar livremente.

Para a fixação dos motores, utilizou-se braçadeiras metálicas nas quais foram feitas a furação na base e os fixados com parafusos e porcas. Percebeu-se que a braçadeira não estava garantindo uma boa fixação e para que o motor não se deslocasse no momento em que a corrente o tracionasse foi pensado em fazer mais dois mancais na impressora 3D. Quando já estavasse com os novos mancais em mão, foram fixados para que o motor não se desloca-se.  

Com os mancais, eixos e motores fixos precisava-se pensar em um método de fixação das roldanas dentadas nos eixos usinados e nos eixo dos motores, como os motores já possuem em seu eixo uma face plana, foi pensado em fazer uma bucha com um ressalto plano no furo para que não houvesse rotação em falso. Para que a bucha fizesse um trabalho de fixação no eixo e roldana foi feito uma haleta onde se encaixaria no rasgo que se realizaria na roldana com uma micro retifica. Enquanto as duas buchas estavam sendo impressas foi feito o rasgo de encaixe para a haleta. Com tudo pronto, utilizou-se de um encaixe forçado para que a bucha entrasse no eixo, e o mesmo para a roldana.

Após eixos traseiros fixos, pensou-se em mudar os eixos dianteiros para parafusos, a ideia era utilizar porcas e contra porcas para manter a roldana no eixo com giro livre e sem o problema de deslocamento ao longo do eixo. Montou-se e a ideia funcionou, o sistema de locomoção estava todo pronto. Para a montagem das correntes deslocou-se os mancais pelo oblongo e foi colocada entre os eixos, depois foi tracionada a mesma fixando os mancais novamente na base.

Para a fixação dos LEDs foi pensado a possibilidade de fazer parachoques onde fixaria-se os suportes e depois LEDs no suporte. Utilizou-se da impressora para fazer os parachoques e quando concluidos, foi testado os furos para ver se tudo se fixava bem.

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