Veiculo anfíbio com garra

Veiculo Anfíbio

Beatriz B. Marinho 1 Ian Xavier Valle 2 João Pedro Nascimento 3

1,2,3,4 IESB University Centre, Computer / Electrical Engineering Department, Campus Edson Machado, SGAS Quadra 613/614–Lotes 97 e 98, CEP: 70200-730, Brasília – DF, Brazil

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Resumo

Com o objetivo de construir um veiculo anfíbio que possa transportar uma lata de refrigerante por um percurso pré-estabelecido. O relatório a seguir será referencia de como foi construído o veiculo anfíbio com garra e com Radio Controle para o Projeto Integrador I.

Palavras Chave: veiculo anfíbio, garra, radio controle, percurso, projeto integrador I,

Abstract

As objective to do, an amphibian vehicle that can transport a tin of soda by a pre-established route. The following report will reference how was built an amphibian vehicle with a claw and Radio Control for the integrated project I.

Keywords: amphibian vehicle, claw, radio control, route, integrated project I.

Introdução

Para a matéria projeto integrador I a proposta é um veiculo anfíbio que possa ser controlado por radio controle, transportar uma lata de refrigerante cheia entre o percurso terrestre e aquático (Figura 1). Neste artigo será abordado por partes explicando como é o desenvolvimento do veiculo anfíbio.

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Figura 1 – Mapa do percurso pré-estabelecido.

Estado da Arte e Análise

Primeiro foi pensado qual seria o modelo do veiculo, qual tipo de motor a ser utilizado, tipo de radio controle usar e como o veiculo iria locomover e flutuar na piscina do percurso.

Abordando os principais desafios para o projeto, separando por estadas de referência:

• Meio aquático  
• Veiculo
• Garra
• Motores

Utilizando as informações dos papers (artigos) de referencia, foi encontrado um artigo em especial que foi utilizado como referencial para o modelo escolhido do veiculo anfíbio. O paper Improving the river crossing capability of an amphibious vehicle. [1]

Desde o inicio do projeto seria como fazer o veiculo ser anfíbio, a parte terrestre é uma parte “menos complicada”, já o aquático seria um dos grandes desafios.

O uso da placa plana (Figura 2) vem como forma de reduzir a resistência da água (até mesmo do ar), facilitando assim a locomoção do veiculo no meio aquático.

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Figura 2 – Modelo de placa plana para maior rendimento na água. [1]

O principio de usar uma parede inclinada para diminuir o atrito com a água, com suas devidas alterações, foi uma das principais ideias a ser mantidas desde o inicio do projeto.

No gráfico (Figura 3) é possível ver que a resistência é menor com a parede inclinada é um jeito simples e eficaz de diminuir o atrito.

[pic 3]

Figura 3 – Gráfico de redução de resistência com parede inclinada. [1]

A forma de locomoção na água, talvez uma das ideias em constantes mudanças sobre qual método utilizar no veiculo. Por um breve momento pensou-se em usar um modelo de Hovercraft (Figura 4), pois cogitou que o veiculo seria leve o suficiente para poder utilizar esse método.

[pic 4]

Figura 4 – Design de Hovercraft.

Apesar de vários graus de liberdade oferecidos, não foi o suficiente para manter o modelo para o projeto. As hélices atrás do veiculo, tanto em cima como em baixo, que dá propulsão ao veiculo atrapalharia a forma de capturar a lata de refrigerante.

A flutuação foi algo muito discutido, pois a escolha de materiais de fácil acesso e que auxilie o veiculo flutuar de forma que o carro tenha um visual agradável não é uma tarefa simples e barata. A madeira a ser usada de maneira correta serve como reforço da estrutura.

O chassi, parte responsável por manter as estruturas do veiculo para sustentar as engrenagens do veiculo anfíbio. Apesar das alterações de modelos para o veiculo a ideia central é o veiculo anfíbio militar (Figura 5). Com suas devidas alterações para o uso da garra (Figura 6)

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Figura 5 – Veículo anfíbio militar VBTP Guarani.

[pic 6]

Figura 6. Desenho 2D no AutoCAD como suas adaptações.

A garra foi algo que tinha que ser diferente, as garras mecânicas custaria muito, e levaria um tempo para adapta-la para o projeto.

As empilhadeiras são usadas para carga e descarga de produtos quaisquer. Que o torna esse tipo de garra ideal para um dos objetivos do projeto, fazendo adaptações necessárias para o recolhimento seguro da lata (Figura 7).

[pic 7]

Figura 7 – Exemplo de empilhadeira

Nos primeiros protótipos foram utilizados motores DC sem caixa de redução, pelo fato de que ainda era utilizado à carcaça dos carrinhos de brinquedos comprados no inicio do projeto, houve dificuldades em encaixar o motor com as engrenagens do carrinho de brinquedo, então foi optado pelo uso das rodinhas com caixa de redução. (Figura 8)

[pic 8]

Figura 8 – Rodas com caixa de redução

Síntese e desenvolvimento do projeto

Diante das principais pesquisas realizadas, as escolhas das melhores soluções sobre o veiculo anfíbio:

Tipo de locomoção terrestre.

Depois de varias pesquisas e pelo uso de rodinhas com caixas de redução a melhor solução era o uso do differential drive (Figura 9).

[pic 9]

Figura 9 – Esquema do Differential Drive

O differential drive tem três funções:

• Direcionar a potência do motor para as rodas;

•  Atuar como um mecanismo final de redução no veículo, diminuindo a velocidade rotacional da transmissão uma última vez, antes que ela chegue às rodas;
• Transmitir a potência para as rodas, enquanto permite que elas girem a velocidades diferentes (isto foi o que deu nome ao diferencial). [2]

Tipo de Propulsão Aquática

Para que o veiculo locomovesse na água, por não houver espaço na traseira do veiculo foi encontrado a solução que alguns projetos do semestre anterior usaram que são as pás nas laterais das rodas (Figura 10). [3]

[pic 10]

Figura 10 – Imagem do grupo 7 (1o semestre 2014), sistema de pás nas rodas. [3]