José Alberto Ferreira de Brito RA: 2209102706

Douglas Inhaia RA: 2209109779

Fernando Bueno Neves RA: 2209103118

Sidney Gomes Fagundes RA: 2209103655

Selmo Roberto Pereira Costa RA:2209104222

Grupo F1

Introdução a Engenharia

Engenharia Civil

Turma 1° B

Noturno

Projeto Integrador de Veículo Autônomo

Trabalho de conclusão do projeto integrador de veículo autônomo apresentado como requisito da disciplina Introdução a Engenharia.

Prof° da Disciplina: Wagner M. Pommer

UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

2009/ 1°Semestre

José Alberto Ferreira de Brito RA: 2209102706

Douglas Inhaia

Grupo F1

Introdução a Engenharia

Engenharia Civil

Turma 1° B

Noturno

Projeto Integrador de Veículo Autônomo

UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

2009/ 1°Semestre

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Sumário

Concepção do projeto-------------------------------------------------------------------04

Características do projeto:-------------------------------------------------------------04

Cálculos relacionados ao Projeto Integrador do Veículo Autônomo.-------07

Desenhos----------------------------------------------------------------------------------09

Memorial Descritivo---------------------------------------------------------------------10

Conclusão----------------------------------------------------------------------------------11

Referência Bibliográfica:- -------------------------------------------------------------12

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Projeto Integrador

PERCEPÇÃO DO PROJETO

Este trabalho tem com objetivo a elaboração de um projeto envolvendo a

concepção e construção do protótipo de um veículo autônomo com propulsão a

energia potencial elástica.

Típico do projeto:

Deverá ter o protótipo uma massa máxima de 500g, tendo sua confecção o uso

de qualquer material. Sendo assim, nosso projeto prevê um carrinho de 490g.

Como já citado, o mecanismo propulsor é de energia potencial elástica.

Assim, nosso grupo opta pela mola tipo trena. Por ser um dispositivo

autônomo, não sofreu nenhuma interferência em relação ao seu movimento.

Optamos por colocar o mecanismo no eixo traseiro fixado ao mesmo.

Como prevê o projeto, nosso veículo durante o deslocamento deverá

está afixado no solo em pelo menos três pontos. Contudo constatamos três

pontos que chamamos de rodas para tal. Nosso grupo confeccionou de todos

os itens necessários para a montagem do veículo:

.Uma mola tipo trena de 6 metros enrolada em forma espiral. Sendo a mesma

fixada num tubo metálico que chamamos de eixo. Este contém um fissura de

30mm no qual se encaixa a mola tipo Trena que , sendo sua outra ponta fixada

por um parafuso no chassi.

. Três rodas, dois eixos: dianteiro com uma roda e traseiro com duas rodas;

.Chassi é feito de ACM, (alumínio);

.Um pára choque dianteiro, (alumínio);

.Duas travas-eixo de nylon;

.Uma capota de alumínio;

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.Dois pára-lamas, que envolvem a mola para que esta não saia ao se

desenrolar.

Quanto ao funcionamento do chassi, é fixado todos os elementos do

carrinho. Na parte frontal fixamos o pára-choque com dois arrebites e logo

atrás existe um rasgo que é colocado a roda dianteira sendo a mesma ainda

fixada com uma fita dupla-face fazendo a junção do eixo ao chassi. Logo após

a parte superior é fixada uma capota com dois parafusos, envolvendo a mesma

ao mecanismo propulsor á mola que chamamos de trena. Na parte traseira do

chassi, embaixo do mesmo se encontra o eixo traseiro que é travado ao que

chamamos de trava-eixo (material de nylon), com duas circunferências que

clicam no eixo de metal que é desenvolvido pela trena ao mesmo tempo em

que nas extremidades. Em ambos os lados é colocada as duas rodas traseiras.

Nosso veículo sofreu vários testes, o início, usamos tripa de mico. Depois

pensamos em obter mecanismos mais resistentes, pois o primeiro não deu a

propulsão esperada. Que era fazer o carrinho andar ao menos 10m. Então

pensamos em usar uma mola, discutimos a possibilidade de colocar

engrenagem, mas não surtiu efeito. Por fim, decidimos colocar uma trena. E á

partir desse momento deu-se inicio á confecção de carrinho. Colocamos uma

trena de cinco metros. Deu um bom resultado, mas logo esta se rompeu. Então

abrimos outra trena de oito metros. Retiramos a fita métrica e fixamos apenas a

mola propulsora. Enfim ao fixá-la no carrinho, este andou 12 m.Depois fomos

adaptando as rodas, pois havia pisos em que o veículo patinava. Até

encontrarmos uma borracha de material de pneu, que deu o resultado

esperado. Foi sem dúvida, um trabalho árduo. Pois queríamos algo parecido

com um F1 e integrar o mecanismo de forma a não agredir o design foi difícil.

Fizemos várias correções no eixo traseiro, pois ele pendia muito para o lado

esquerdo e o carrinho curvava para esse lado, não andava retilíneo. Depois

percebemos que a trena tinha uma vida útil curta. Assim decidimos tirar o

parafuso fixado no eixo, pois ao girar a trena, esta se amassava e depois de

um certo tempo, se rompia. Então foi feito um encaixe da trena no eixo para

que não fosse necessário o uso do parafuso. E deu certo.

Contudo, a propulsão se dá: á medida que as são girados as rodas no

sentido ré. Assim, a mola é tensionada e à medida que soltamos as rodas,

consequentemente o carrinho é puncionado para frente e faz o trajeto

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necessário. Consequentemente quanto maior a fricção aplicada maior o

desempenho no trajeto.

Por fim acreditamos que nosso veículo obterá um bom resultado. Pois

ao tracionar toda a trena, ele será capaz de percorrer de 12 a 15 m. sendo que

sua velocidade média por volta de 4m/s.

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Cálculos relacionados ao Projeto Integrador do Veículo Autônomo.

Objetivo: descriminar os cálculos envolvidos no protótipo já citado, como um veículo autônomo,

tendo por energia, a potencial elástica.

Obtendo e confeccionando o protótipo, percebemos que o mesmo desempenho de massa, não

poderá exceder 500g, M= 490 g.

Logo obtivemos em nosso veículo um mecanismo disparador, que chamamos de Mola tipo

trena. Exime se então o coeficiente de atrito: u=0,5 a 0,9 (mínimo/maximo). Será obtido no final

dos cálculos a distância a ser percorrida. Sendo essa de vital importância. O qual prevê a

distância em uma das etapas, e o tempo gasto.

Mecanismo: Mola tipo trena.

Cálculos afins:

a) Peso do carrinho;

Newton

b) Reação normal em cada roda/ (Força normal).

A reação normal ( ) é igual e posta ao peso, portanto (note que a força normal tem o

mesmo símbolo do Newton, porém, esta é indicada com o vetor, flechinha em cima da letra).

Então a reação normal é .

Para calcular a reação normal em cada roda, basta dividir a força normal pelo total de rodas do

carrinho. Então

c) Força de atrito:

Dando uma estimativa da força de atrito, . Então

Portanto, haverá uma força de atrito, em cada roda, de

d) Momento de Inércia

O momento de inércia é o tempo que o carrinho leva para começar a se mover após o

mecanismo propulsor ser acionado.

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Este tempo pode ser calculado através da fórmula , onde M é a massa (kg)

da trena e r é o raio (m) dela. Então

e) Havendo movimento

Aqui será calculado quanto de espaço o carrinho corre após a trena ser totalmente

desenrolada. Para tanto será necessário combinar a Energia cinética ( ) que será transferida

ao carrinho pela propulsão elástica da trena. Como esta fora presa ao eixo de tração, haverá

também a energia cinética de rotação ( )

tempo para a trena desenrolar

O seguinte calculo mostra a velocidade do carrinho quando a trena termina de desenrolar.

Para realizar ente calculo temos que igualar a energia de rotação e a energia cinética.

Portanto a velocidade do carrinho, quanto a trena termina de desenrolar, é de 0,2m/s.

Finalmente podemos calcular quanto de espaço que o carrinho andou depois da trena

desenrolar pela Equação de Torricelli:

Como sabemos que a velocidade final é zero, pois carrinho pára, a inicial é 0,2m/s, falta

apenas descobrirmos a aceleração, que por sinal é negativa porque o carrinho está apenas sob

o efeito do atrito.

A distancia total que o carrinho percorreu é a soma a distancia percorrida durante e depois da

trena desenrolar. A distancia percorrida pelo carrinho durante o desenrolar da trena foi medido

e é de 11,4m, portanto, a distancia total percorrida pelo carrinho é 11,5m.

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Memorial Descritivo

Primeiramente a ser tratado na execução do protótipo de mecanismo que

foram a tripa de mico (elástico) e a trena (mola), pensamos entre madeira e

alumínio. Por último analisamos as rodas e decidimos entre madeira e

plástico, sendo o pneu entre fita VHB, silicone e borracha.

No começo da confecção, o carrinho tinha como chassi uma chave de

madeira, logo percebemos que o material era muito frágil, e decidimos

substituir por um material chamado A.C.M. (componente de alumínio com

nylon de 5mm de espessura ); e a tripa de mico por uma mola de tipo trena.

As rodas de madeiras foram substituídas por plástico, e os pneus de fita

VHB pela borracha. Acrescentamos uma capota de tubo de alumínio e

tivemos a idéia de cobrir a trena com plástico do tubo de silicone.

Enfim, o processo de aprendizado foi grande, nos deu um árduo

trabalho, porém após tanto esforço conseguimos o que queríamos, ou

melhor, conseguimos um carrinho melhor. Não relatamos todas as

mudanças passo-a-passo, pois foram inúmeras e ficaria um material muito

volumoso.

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Conclusão

Contudo percebemos que o projeto integrado nos deu grande trabalho, e

nos levou a pensar muito, e sempre que necessário fizemos mudanças no

material e adaptações no projeto.

Esperamos um carrinho simples e que andasse uns 5 metros. Porém após

todas as mudanças ocorridas, osso produto final foi de alta qualidade. O

carrinho chega a andar 14 metros, o design final ficou como uma F1, ( ver

resultado e tudo isso nos deu grande satisfação).Concluímos ao termino

deste trabalho que todo projeto deve ser regido de uma finalidade e nela

constatar e tomar as medidas necessárias como orçamento, prazo, tempo e

organização. E sem essas características não conseguiríamos finaliza-lo.

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Referência Bibliográficas:

Elementos baseados na norma ABNT/NBR-6028

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