Projeto Integrado

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proposto.

Para sua locomoção foi escolhido pela utilização de quatro motores (figura 9) com caixa de redução em suas quatro rodas traseiras ao invés de esteiras, pois estas são de difícil acesso e manuseio, com isso ganhamos bastante torque no geral e mais agilidade na hora das manobras que deverão ser realizadas durante o trajeto.

Os motores serão controlados em pares, sendo assim eles serão independentes em relação ao lado esquerdo e direito. No projeto utilizaremos motores de baixa rotação e alto torque, pois estes deixarão o ‘tanque’ mais ‘forte’ e com uma movimentação mais lenta, o que deixara seu manuseio mais fácil.

As possíveis rodas que serão utilizadas serão de 68mm e de plástico pois são de fácil acesso e preço atrativo (figura 10).

A alimentação que será utilizada no veículo será uma fonte de 12v (a princípio) e como alguns componentes não funcionam a essa tensão serão feitos alguns circuitos de diminuição de tensão para que todos os componentes possam funcionar em perfeitas condições.

Figura 8: Chassi no formato ‘tanque’;

Figura 9: Motor

Figura 10: Roda;

Garra

Para realização do projeto será necessária uma garra para poder apanhar a latinha vazia e coloca-la dentro do canhão, para a escolha da melhor garra foi optado por dois modelos, com os quais serão testados e escolhidos na pratica no decorrer do projeto.

No primeiro modelo (figura 11) foi pensado em uma garra com um servo motor, pois esta possui um baixo custo e um manuseio não muito complicado, porém como dificuldade temos a complexidade para a elaboração dos movimentos necessários para colocar a lata dentro do canhão.

Figura 11: Modelo de garra;

O segundo modelo pensado foi um ‘elevador de carga’ esse possui um baixo custo e um manuseio não muito complicado, contudo, temos o mesmo problema com o anterior, a realização dos movimentos necessários para colocar a lata dentro do canhão. Olhando os trabalhos anteriores foi observado um modelo de elevador, ele será testado e avaliado para ver se consegue realizar a tarefa necessária, caso contrário será pensado em outros modelos.

Neste modelo de elevador (figura 12), a ideia do grupo ap7(formado por: Asaph Senhi, Kevin Santana, Thiago Freitas e Vitor Hakme) do semestre passado, eles pensaram em um modelo bem prático e relativamente simples.

Em conversa com o grupo, chegamos à conclusão que a parte mais difícil do projeto será essa forma de levar a latinha até o ‘canhão’. Por isso vamos testar vários modelos durante o decorrer do projeto para então decidir qual o melhor e mais prático.

Figura 12: Ideia de modelo do grupo ap7 do semestre passado;

Lançador

Depois de algumas conversas entre o grupo foi pensado em um lançador de PVC (ou algum material semelhante) com um diâmetro entre 6,5 e 7cm e um comprimento de no máximo 25 ou 30 cm para não extrapolar as medidas máximas propostas pelo projeto.

O lançador será movido a propulsão elástica, através de elásticos, para o lançador ser disparado será usado um sistema de gatilho movido a um pequeno motor e este irá liberar o elástico e assim lançar a lata.

O lançador é bem simples em quesito de materiais utilizados, porem para a utilização dele serão necessários alguns cálculos.

Cálculos

Calculo dos motores

Para começar a realizar os cálculos é necessário conhecer o peso do veículo como um todo. Para isso, devesse saber o peso de cada componente, logo:

Massa do chassi: 1Kg

Carga útil: 0,2Kg

Massa do canhão: 0,2Kg

Rodas (4): 4x0,025Kg = 0,1Kg

Motores (4): 4x0,005Kg = 0,02Kg

Baterias: 0,2Kg

Eletrônica: 0,2Kg

Massa total: 1,92Kg

Utilizando a seguinte equação de peso (1)

P=m.g (1)

Através dessa formula (1) é encontrado o peso total do carrinho:

P = 18,82N

Porém para segurança e evitar possíveis problemas, o peso total será multiplicado por um fator de segurança, FS = 1,5.

P = 18,82x1,5 → P = 28,2N

Com o peso total do carrinho é possível calcular a força normal exercida em cada roda (4), para isso, basta dividir o peso total pela quantidade de rodas (4 rodas) do carrinho.

Pr=(28,2)/4

Pr⁡〖= 7,05N〗

Com a força que é exercida em cada roda é possível calcular a força mínima necessária para fazer o carrinho se locomover. Como um trecho do trajeto é inclinado, é ideal fazer o cálculo de força mínima considerando o plano inclinado como referência.

Tendo como base que o atrito do piso do trajeto é µ=0,8 e o ângulo de inclinação é de θ = 10º é possível utilizar a equação (2) para encontrar a força mínima em cada roda.

F= μ.Pr.cos⁡(θ)+Pr.sen(θ) (2)

Aplicando a formula obtemos que a força mínima para o carrinho se movimentar na rampa é:

F=6,77N

Dividindo essa força mínima pela gravidade (g=9,8m/s²)

F = 0,69Kg-f

Considerando que as rodas escolhidas possuem um raio de 33mm, é possível calcular o torque mínimo em cada roda pela equação (3).

T=F.r (3)

Aplicando na equação obtemos que o torque mínimo para o veículo será:

T = 2,27Kg-cm

Com o valor do torque mínimo por motor é possível agora escolher o motor necessário, com algumas pesquisas o motor (figura 13) foi escolhido.