Protótipo de um braço elétrico.

1 Protótipo de um braço elétrico.

Foi proposto aos estudantes de engenharia básica a realização de um projeto de conclusão do semestre referente a construção de um braço elétrico com liberdade de movimento nos três eixos alimentado por um circuito elétrico simples.

1.1 Circuitos Elétricos Simples.

Um circuito elétrico é a ligação de elementos elétricos, tais como resistores, indutores, capacitores, diodos, linhas de transmissão, fontes de tensão, fontes de corrente e interruptores, de modo que formem pelo menos um caminho fechado para a corrente elétrica2 . Um circuito elétrico simples, alimentado por pilhas, baterias ou tomadas, sempre apresenta uma fonte de energia elétrica, um aparelho elétrico, fios ou placas de ligação e um interruptor para ligar e desligar o aparelho. Estando ligado, o circuito elétrico está fechado e uma corrente elétrica passa por ele. Esta corrente pode produzir vários efeitos: Luz, movimentos, aquecimentos, sons, e etc. Circuitos elétricos são conjuntos formados por um gerador elétrico, um condutor em circuito fechado e um elemento capaz de utilizar a energia produzida pelo gerador.

1.2 Motor Elétrico Simples.

Um Motor elétrico é uma máquina destinada a transformar energia elétrica em mecânica. É o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia elétrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando – com sua construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.

A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecânico na energia elétrica, é realizada por um gerador ou por umdínamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicação e detalhes menores de construção. Os motores de tração usados em locomotivas executam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com os freios dinâmicos. Normalmente também esta aplicação se dá a caminhões fora de estrada, chamados eletrodíesel

2 Objetivo

Projetar e construir um protótipo de um braço elétrico movido a energia de um sistema simples, demonstrando-o por meio de um teste de peso referente a 200g por determinado tempo .

3 Etapas para construção do Braço.

3.1 Materiais utilizados

• Uma barra de aço de 138 cm;
• Um rolamento de um carro;
• Duas chapas de aço com 20cm de diâmetro;
• Um rolo de barbante;
• Quatro motores de 6 volts de dimensões 3cm de diâmetro e 3cm de altura;
• Oito parafusos(ali 4mm) de 6mm de diâmetro por 2cm de altura de rosca sem fim;
• Quatro metros de fio de cobre;
• Oito interruptores ;
• Um rolo de fita isolante de 5m por 12mm;
• Madeira
• Papel compensado;
• Cola pra calha;
• Tinta acrílica;
• Um rolo de fio de solda para eletrônicos.

3.2 Procedimentos

A princípio foi medido as dimensões de uma Barra de aço de 138cm com o propósito de formar a parte estrutural do projeto.

[pic 2]

Barras de aço para a formação estrutural.

Com o auxílio de uma máquina da solda unificou-se as barras já cortadas formando a estrutura do projeto.

[pic 3]

Unificação das barras.

A partir da unificação das barras a estrutura do braço começou a se estabelecer.

[pic 4]

Formação inicial da estrutura do braço elétrico.

Com as chapas de aço e o rolamento foi desenvolvido o eixo de rotação do projeto formando uma base superior e um inferior girando por intermédio do rolamento.

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[pic 8]

Eixo de rotação do projeto.

Os motores responsáveis pelo movimento do braço serão distribuídos na base, no trilho e na estrutura da garra.

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

Formação elétrica de movimento.

3.3 Cálculos do projeto.

O objetivo do braço é levantar um objeto de massa equivalente a 200g por um determinado período de tempo.

[pic 12]

0,356 metros de altura

0.4 metros de comprimento.

5 Kg de massa

0,2Kg  de massa do objeto

0,2 metros de raio

2 N de tração da corda

2 N de força.

TCM – Teorema do Centro de Massa

Em x

FR= m.a

2= 5a

A= 0,4 m/[pic 13]

Em y

N = P

N = 50N

TMA – Teorema do Momento Angular

MR = I.α

F.d(Perpendicular) = I.α

2.0,356 = m./2 .α[pic 14]

0.712= 5./2. Α[pic 15]