1. ASSOCIAÇÃO PARANAENSE DE CULTURA
CENTRO DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL IRMÃO MÁRIO CRISTÓVÃO
CURSO TÉCNICO EM MECATRÔNICA
SCORPION EXPLORER II
CURITIBA
2013
2. ROVILSON DA SILVA PRADO FILHO
SCORPION EXPLORER II
Relatório Final de Estágio apresentado a
disciplina de Estágio Supervisionado II do
Curso Técnico em Mecatrônica do Centro
Educação Profissional Irmão Mário Cristóvão
vinculado à Associação Paranaense de Cultura.
Orientador: Prof. Marcelo do Carmo
Camargo Gaiotto
CURITIBA
2013
3. FOLHA DE APROVAÇÃO
ROVILSON DA SILVA PRADO FILHO
SCORPION EXPLORER II
Trabalho de conclusão de curso
apresentado ao Curso Técnico em
Mecatrônica do Centro Educação
Profissional Irmão Mário Cristóvão
pertencente à Associação Paranaense
de Cultura.
Comissão Examinadora
_____________________________________
Prof. Marcelo do Carmo Camargo Gaiotto
Centro de Educação Profissional Irmão
Mário Cristóvão
CURITIBA
2013
I
4. AGRADECIMENTOS
Primeiramente minha família, que me dá forças e motiva para continuar em busca de meus
objetivos. Meus país , pelos exemplos que tenho ao meu lado durante todos esses anos, e
esforços não foram medidos para esta realização.
Ao professor Marcelo do Carmo Camargo Gaiotto, que me orientou e possibilitou este
conhecimento adquirido no decorrer do semestre, ao professor Luis Oswaldo de Andrade pela
ajuda e disponibilização do material, e todos outros professores que de alguma maneira
agregaram valores.
Aos meus amigos, Roberto Renosto e Vinicius Pagane, um grande abraço, e um muito
obrigado por poder compartilhar todos esses agradáveis momentos.
“ENQUANTO A COR DA PELE FOR MAIS IMPORTANTE QUE O BRILHO DOS
OLHOS, HAVERÁ GUERRA.”
II
5. RESUMO
O projeto Scorpion Explorer, inicialmente desenvolvido por ex-alunos do curso
técnico em mecatrônica como um dispositivo eletromecânico (robô), com a finalidade de
auxiliar vitimas de catástrofes e acidentes em lugares de difícil acesso e com algum tipo
de risco ao ser humano, como gases tóxicos , incêndio e etc.O escorpião foi escolhido
devido a característica de locomoção dos artrópodes, que consegue movimentar-se
facilmente em terrenos irregulares, pedras, vegetações, areia entre outros. O projeto
scorpion explorer foi concluído em 2007 e apresentado na disciplina de estágio
supervisionado ii , em seguida foi desmontado e armazenado, algumas peças foram
retiradas, como motores, placas de circuitos, baterias. Este projeto encontrava-se no
laboratório de robótica do tecpuc, onde algumas peças já haviam avarias e não possuíam
documentações e arquivos técnicos para representa-las, dai então surgiu a idéia do
professor Marcelo Gaiotto de reconstruir e traze-lo de volta a sua funcionalidade,
podendo ainda aprimorar e melhorar alguns pontos observados anteriormente. No
entanto, tendo uma afinidade maior com a área de projetos mecânicos, optamos pelo
reprojeto desse protótipo fascinante, onde foi documentado e feito a modelagens de suas
peças mecânicas do projeto Scorpion Explorer. Para realização deste projeto foram
necessários conhecimentos nas áreas de desenho técnico, software de modelagem 3d,
processo de fabricação, mecânica básica e eletrônica, o trabalho tem como objetivo
projetar e dimensionar as partes mecânicas, acoplamentos e a escolha de materiais.
III
6. LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1 - Base Articuladora (Detalhado)..........................................................................2
FIGURA 2 - Base Articuladora (Modelagem)........................................................................3
FIGURA 3 - Bucha de Cobre (Detalhado)..............................................................................3
FIGURA 4 - Bucha de Cobre (Modelagem)...........................................................................4
FIGURA 5 - Paquímetro ........................................................................................................5
FIGURA 6 - Interface Gráfica (Solidworks 2011 Student)....................................................6
FIGURA 7 - Manipulador.......................................................................................................6
FIGURA 8 - Exemplo de Ferramenta
Ressalto / Base Revolucionário...............................................................................................7
FIGURA 9 - Acoplamento Concêntrico.................................................................................8
FIGURA 10 – Bucha Cobre e Base.........................................................................................8
FIGURA 11 – Scorpion Explorer II (Montagem Final).........................................................9
IV
8. 1. INTRODUÇÃO
Observando-se a modernização atual que o ser humano vem produzindo, seja nas grandes
cidades, indústrias ou para uso domestico, é esperado o aparecimento de novos equipamentos
e tarefas a serem realizadas. Junto com essas tarefas cresce o risco de acidente que ameaça a
saúde do ser humano, devido a utilização de gases tóxicos, equipamentos que oferecem grau
de risco elevada para saúde humana.
Podemos observar também que em casos de acidentes, desabamentos e lugares
confinados o ser humano torna-se muito mais vulnerável as condições daquele ambiente.
Levando em consideração todos riscos eminentes, o projeto tem como objetivo, criar um
dispositivo eletromecânico controlado remotamente, no qual não haverá a necessidade de ser
comandada por uma pessoa que esteja no local.
O estágio supervisionado II foi realizado no laboratório de robótica , labtec 3 situado no
bloco do Tecpuc, onde foram desenvolvidas atividades relacionadas com robótica, tendo
oportunidades de conhecer projetos de alunos passados, podendo aprender e tirar algumas
conclusões sobre os tipos de tecnologia empregadas em cada projeto. Esse projeto tem como
objetivo reproduzir um robô escorpião que será composto de oito patas, duas garras e um
tentáculo podendo realizar atividades de locomoção como busca de sobreviventes em
desmoronamentos, locais nocivos a saúde humana, exploração de lugares não conhecidos
dentre outros.
Para a realização do projeto foi necessário um estudo do projeto anterior, para entender
suas necessidades, suas particularidades , seus movimentos entre outros aspectos. Entendido a
lógica do projeto anterior, deu-se inicio a coleta de dados para formulação dos novos
componentes , foram utilizados equipamentos de medição, tais como paquímetro e régua
graduada, as informações foram utilizadas em um software de modelamento 3D, como base
para criação das novas peças.
Ao término da modelagem, ambas serão enviadas e cortadas em processo de corte a laser
e posteriormente dobradas. No entanto o foco principal desse projeto é deixar a parte
mecânica documentada e montada fisicamente para posteriormente, poderem dar continuidade
a esse trabalho.
1 .
9. 2. DESENVOLVIMENTO
2.1 ESTUDO SOBRE O PROJETO.
Analisando o projeto Scorpion Explorer, mais detalhadamente, podemos identificar alguns
pontos onde há necessidade de melhorias ou adequações de alguns componentes mecânicos.
Neste caso em específico, o layout não foi alterado, porém foram feitas alterações nos
seguinte componentes; buchas, base articulada e espaçadores.
Houve a necessidade de aprimorar alguns itens, visto que na montagem do projeto
passado, o resultado de alguns componentes não foram muito satisfatórios, como exemplo as
buchas da estrutura e Da base articuladora. As buchas foram produzida em aço, material
rígido , que possui uma grande interferência quando utilizado diretamente em contato com
outro metal.
Também foram feitas melhorias na base articuladora, diminuindo o espaçamento (Cota A
da figura 1) entre as dobras, aumentando o grau de liberdade dos movimentos, uma vez que
ficaram mais estreitas e mais longe uma pata das outras.
FIGURA 1 – BASE ARTICULADORA (DETALHADO)
FONTE: PRADO, ROVILSON , BASE ARTICULADORA ,
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
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10. FIGURA 2 – BASE ARTICULADORA(MODELAGEM 3D)
FONTE: PRADO, ROVILSON , BASE ARTICULADORA,
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
FIGURA 3 – BUCHA DE COBRE (DETALHADO)
FONTE: PRADO, ROVILSON , BUCHA DE COBRE
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
3
11. FIGURA 4 – BUCHA DE COBRE (MODELAGEM 3D)
FONTE: PRADO, ROVILSON , BUCHA DE COBRE
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
2.2 MEDIÇÕES
Nesta etapa, foram organizadas e numeradas todos componentes que fazem parte do projeto
mecânico Scorpion Explorer, com auxílio de um paquímetro e uma régua graduada, foram
retiradas as medidas dos componentes existentes para criação de um esboço para cada nova
peça.
Esta etapa de fundamental importância para o projeto, visto que nessa etapa decidimos
quais serão as medidas usadas para construção e para fixação de todos componentes, como
diâmetro de furos, tipos de roscas, articulações e etc.
4
12. FIGURA 5 – PAQUÍMETRO
FONTE: PRADO , ROVILSON PRADO . PAQUÍMETRO.
TECPUC. CURITIBA-PR 07/04/13.
2.3 MODELAGEM
Com informações obtidas através das medições, podemos então iniciar o trabalho de
modelagem dos componentes mecânicos, utilizando um software de modelagem 3D (Solid
Works 2011 Student) , que nos disponibiliza várias ferramentas para auxiliar na modelagem
dos componentes , tais como ferramentas de furação, corte, dobras esboçadas entre outras
várias.
Em nosso projeto a maior parte dos componentes mecânicos, são feitos de chapas de
alumínio, primeiramente cortada e logo após dobradas. O software utilizado, disponibiliza
uma ferramenta especifica para chapas metálicas, onde inicialmente criamos uma chapa
metálica com dimensões e espessura desejada e em seguida incrementamos o desenho criando
arestas , cortes , flange de acordo com a necessidade do projeto.
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13. FIGURA 6 – INTERFACE GRÁFICA (SOLIDWORKS 2011 STUDENT)
FONTE: PRADO, ROVILSON
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
FIGURA 7 – MANIPULADOR
FONTE: PRADO, ROVILSON , MANIPULADOR
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT
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14. FIGURA 8 – EXEMPLO DA FERRAMENTA
RESSALTO/BASE REVOLUCIONÁRIO
FONTE: PRADO, ROVILSON , EXEMPLO
CURITIBA-PR 11/05/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
2.4 MONTAGEM
A Montagem é um arquivo onde conseguimos reunir todos os componentes já modelados
para criar uma interação entre elas. Nesta fase conseguimos posicionar as peças de acordo
com o projeto, podendo assim confirmar que os componentes modelados se encaixem
perfeitamente.
No arquivo de montagem são selecionadas as peças no quais queremos posiciona-las, isso
é feito de maneira manual e uma a uma. Como por exemplo uma flange e uma bucha, ambos
em seu formato cilíndrico, queremos posiciona-los de forma com que um se acople dentro do
outro, neste caso você só conseguira posicionar se ambos forem concêntricos.
Este recurso usado pelo software é uma garantia para o usuário de que o posicionamento
só será executado se as medidas realmente estiverem corretas.
Ainda no arquivo de montagem é possível simular movimentos, para melhor compreensão
do projeto e para garantir que ao término do projeto não ocorra surpresas desagradáveis, como
cortar todas as peças deste projeto e em seguida ver que tinha algo de errado. Na imagem a
seguir temos um exemplo de acoplamento concêntrico que tem como referência o centro da
peça.
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15. FIGURA 9 – ACOPLAMENTO CONCÊNTRICO
FONTE: PRADO, ROVILSON , ACOPLAMENTO CONCÊNTRICO
CURITIBA-PR 13/06/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
FIGURA 10 – BUCHA COBRE E BASE
FONTE: PRADO, ROVILSON ,
SCORPION EXPLORER II
CURITIBA-PR 13/06/2013
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16. FIGURA – 11 SCORPION ESPLORER II
FONTE: PRADO, ROVILSON ,
SCORPION EXPLORER II
CURITIBA-PR 13/06/2013
SOLID WORKS 2011 STUDENT.
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17. CONCLUSÃO
Enfim , o trabalho apresentado nesta disciplina possibilitou a reconstrução deste
dispositivo eletromecânico (robô), inicialmente desenvolvido em um software de modelagem
3D, um projeto acadêmico criado afim de contribuir com o ser humano em ações de
salvamento e resgate. Um projeto fascinante, onde tivemos a oportunidade de aplicar os
conhecimentos adquiridos em diversas áreas ao longo do curso, colocar em prática aquilo que
tanto esperávamos, e que levaremos para uma vida toda.
Durante todo o tempo de estágio, aprendi muito sobre o software de modelagem, já
conhecia e sabia o básico para começar, alguns professores e amigos da sala técnica
contribuíram em várias ocasiões onde foram surgindo as dúvida. O professor orientador, por
já ter uma grande experiência com robôs pode me ajudar em vários aspectos, de como aplicar
os servo-motores , articulações e material a ser utilizado.
O conhecimento adquirido nesse últimos meses, foi de fundamental importância, sou grato
desde já, mas sei que isso me ajudou a ter uma visão mais ampla sobre o que um técnico
mecatrônico faz , e é capaz de fazer. Espero ver esse projeto finalizado com o decorrer dos
próximos semestres, acredito que o pouco que fiz, servirá de inspiração para outros futuros
alunos darem continuidade a este trabalho.
Inicialmente foi batizado de SCORPION EXPLORER, depois de alguns anos
descansando, nos o trouxemos de volta homenageando os ex-alunos com o mesmo nome, só
que agora SCORPION EXPLORE II
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