Projeto de um robô de baixo custo para disputas

1. Universidade Federal do Par´a
Faculdade de Engenharia da Computac¸˜ao e
Telecomunicac¸˜oes
Projetos de Engenharia III
Sumˆo Robˆo
Alunos:
Arthur Ramos - 201206840086
Edinaldo dos Santos - 201006840077
Jaisson Penante - 201106840067
Jefferson Dias - 201106840090
Jos´e Heitor - 201206840061
Jorge Neves - 201206840074
Victor Oliveira - 201206840047
24 de mar¸co de 2015

2. Relat´orio
1 Materiais
1.1 Chassi
O chassi ser´a feito com uma placa 20cm x 20cm de Alum´ınio Composto (ACM).
Conseguimos esse material com um fornecedor de S˜ao Paulo no Mercado Livre por
28,80 j´a com frete.
(a) Composi¸c˜ao (b) Usinagem
Figura 1
Este material foi escolhido por sua versatilidade de utiliza¸c˜ao e pelas seguintes
caracter´ısiticas:
• Leveza e Resistˆencia: O ACM ´e composto de duas chapas de alum´ınio unidas
por uma camada de polietileno de baixa densidade, resultando assim em um
peso 40% menor que chapas maci¸cas e na diminui¸c˜ao da sobrecarga sobre as
estruturas;
• Usinagem: manuseio e corte relativamente f´aceis com aux´ılio de ferramentas.
Uma broca de a¸co r´apido de 5 a 6 mm ser´a usada para fazer os furos.
• Conformabilidade e Flexibilidade: pode ser dobrado ou curvado com facili-
dade;
• Acabamento: grande regularidade de superf´ıcie, tanto nos casos de recobri-
mento de superf´ıcies planas, elementos cil´ındricos ou outras formas geom´etricas.
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3. 1.2 Rodas
Optamos por usar apenas duas rodas ativas, pois assim o robˆo far´a curvas mais
r´apidas e com menos gasto de energia, al´em de perder peso ao se utilizar apenas
dois eixos e duas rodas. Uma roda boba tamb´em ser´a usada para termos um plano
de trˆes pontos, conseguindo assim um melhor equil´ıbrio em uma superf´ıcie mais
ou menos irregular.
(a) Roda Ativa com 5,6
cm de diˆametro
(b) Roda Boba
Figura 2
A roda possuir´a um raio de 3 cm depois de ser revestida com espuma para
aumentar o atrito com o ringue. O raio de 3 cm foi escolhido para que n˜ao se
perca muito torque do motor, visto que o mesmo ´e inversamente proporcional ao
raio da roda.
2 Arquitetura
Figura 3: Disposi¸c˜ao dos Componentes no Chassi
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4. Ir´a compor a arquitetura do robˆo uma placa de ACM medindo 20cm x 20cm,
que servir´a de chassi e uma placa de alum´ınio medindo 20 cm de largura e 15 cm
de comprimento, que ser´a a rampa usada como suporte para empurrar o oponente.
(a) Vis˜ao de Cima (b) Vis˜ao Frontal
(c) Vis˜ao Traseira (d) Vis˜ao Lateral
Figura 4
A estrutura e o sistema de locomo¸c˜ao ser˜ao fixados com parafusos, porcas de a¸co
e rebites de repuxo, al´em de abra¸cadeiras pl´asticas para a placa microcontroladora
e fios de contato. Esses materiais de fixa¸c˜ao foram selecionados com base nas
normas e na rela¸c˜ao custo/benef´ıcio.
3 Defini¸c˜ao dos Motores
O motor ser´a o MICRO MOTOR DC C/ CX RED. AK555/11.1PF12R83CE-V2 da
AKIYAMA MOTORS. Este dispositivo apresenta o melhor custo-benef´ıcio dentre
os componentes pesquisados. Suas especifica¸c˜oes est˜ao na tabela a seguir:
Tabela 1: Especifica¸c˜oes do Motor
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5. Tabela 2: Especifica¸c˜oes do Motor
O motor apresenta bom torque de 53 Kgf.cm na partida em rendimento m´aximo
e um consumo de corrente de 6 A. Ele ´e particularmente adequado `a bateria que
dispomos. Ser˜ao usados dois motores com 315 gramas cada um, totalizando 630
gramas. O valor de cada motor ´e R$ 49,00 na robocore.net.
Figura 5: Desenho em 2D (unidade em mm)
O motor escolhido apresenta uma redu¸c˜ao e para encaix´a-lo na roda ´e necess´ario
acoplar uma chaveta como elemento fixador. O encaixe da roda no motor vai
acontecer de acordo com a figura:
(a) Motor (b) A Chaveta (em vermelho)
Figura 6: Perspectiva
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6. 4 Defini¸c˜ao das Baterias
Para as baterias resolvemos usar baterias de l´ıtio tiradas de um notebook antigo. O
modelo da bateria utilizado ´e o Samsung ICR18650-26C, cada c´elula desse modelo
tem tens˜ao nominal de 3.7V com capacidade de 2600mAh, seu m´etodo de carga
´e CC-CV (constant voltage with limited current). Cada c´elula pesa 47g, como
pretendemos usar seis c´elulas no projeto final, esperamos ter aproximadamente
280g de bateria no peso total do robˆo.
Figura 7: Baterias de L´ıtio
Escolhemos essas baterias por:
• j´a estarem dispon´ıveis para usarmos;
• possu´ırem uma densidade energ´etica superior a outras solu¸c˜oes como baterias
de chumbo, NiCad, NiMH, e pilhas comuns;
• j´a possuirmos um carregador adequado para as mesmas;
• serem suficientes para alimentarem dois motores de 6A e mais os outros
circuitos necess´arios do robˆo.
Referˆencias
Vollrath University, Aluminum Composite Material: A Great Alterna-
tive. Dispon´ıvel em: http://vollrathuniversity.com/vollrathUniversity/Product-
Training/Mobile-Serving-Equipment/ACM-Construction-A-Great-Alternative.htm.
Acesso em 21 de mar¸co de 2015.
SPECIFICATION OF PRODUCT for Lithium-ion Rechargeable Cell
Model : ICR18650-26C. Dispon´ıvel em:
http://www.meircell.co.il/files/Samsung%20ICR18650-26C.pdf. Acesso em 22 de
mar¸co de 2015.
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7. F´orum RoboCore, T´ecnicas: C´alculo do Torque. Dispon´ıvel em:
https://www.robocore.net/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=2543. Acesso
em 23 de mar¸co de 2015.
DATASEET do motor P/N: AK555/11.1PF12R83CE-V2. Dispon´ıvel
em: http://www.neoyama.com.br. Acesso em 23 de mar¸co de 2015.
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