Engenharia Assistida por Computador - Jogo da velha (2) (1)

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Universidade Cruzeiro do Sul – Campus Paulista Curso de Graduação em Engenharia Mecatrônica
Ideação do Design de um Braço Robótico para Jogo da Velha
Evandro Gonçalves Pontes RGM: 33596379 Mario Da Silva Júnior RGM: 33340404
Nicolas Sabóia do Nascimento RGM: 33388059 Thiago Costa Molina RGM: 33291659
Thiago Davi Sespede Gomes de Lima RGM: 33229511 Willy Lucas de Araujo Bertolini RGM: 33379823 Lucas Bento Tosta RGM: 33530661
São Paulo – SP
2024
Introdução
Temos como objetivo deste projeto desenvolver um braço robótico capaz de interagir através de movimentos com um tabuleiro de jogo da velha. O projeto terá como base identificar as posições das peças existentes no tabuleiro e suas respectivas posições pré-definidas através do Reeds (sensor de posição). E o objetivo final deste artigo é a pesquisa e ideação do design que servirá como base para o desenvolvimento de todo nosso projeto.
Pesquisa
Para o desenvolvimento do braço robótico foi necessário abranger a pesquisa de quais tecnologias seriam necessárias para garantir a precisão nos movimentos e na identificação das peças que estão no tabuleiro, além do material que será constituído o modelo. Dentre as áreas pesquisadas, classificamos três áreas como principais, são elas:
· Manipulação de objetos: Foram estudados os mecanismos de manipulação de objetos comum em robôs industriais para utilização como base para o desenvolvimento do projeto. A pesquisa ficou focada em manipulação de pequenos objetos como as peças do jogo da velha, para isso utilizaremos de modelo robôs que manuseiam a montagem de componentes eletrônicos.
· Identificação de posições e objetos: Para a identificação dos objetos e das posições pré-definidas dos sistemas foi escolhido os Reeds como tecnologia adequada. Está escolha se deu devido aos sensores magnéticos serem uma tecnologia simples e eficaz para o desenrolar da função necessária.
· Movimento: Referente ao controle de movimento do braço robótico foram pesquisados diferentes tipos de atuadores, como motores de passo e servo motores que são utilizados para desempenhar movimentos repetitivos e controlados.
Abordagens Consideradas
Durante toda a pesquisa realizada foram realizadas diversas abordagens para a resolução dos problemas encontradas para o desenvolvimento e funcionamento adequado deste projeto. Citaremos algumas das abordagens realizadas durante o processo:
· Visão computacional: Em primeira ocasião foi idealizado a utilização de um sistema composto por câmeras e visão computacional, mas devido ao elevado custo desta tecnologia optamos pela utilização dos Reeds (sensores magnéticos) que além de serem inúmeras vezes mais barato, será eficaz da mesma maneira.
· Movimentação em eixos: para a realização da movimentação das peças do tabuleiro, iremos adotar a movimentação em eixos (X, Y e Z) com a movimentação em ângulos pré-determinados tornando os movimentos mais precisos e permitindo que o braço robótico alcance as 9 posições do tabuleiro.
Ideação do Design
De acordo com todas as pesquisas realizadas e abordagens tomadas, o design do braço será concebido com foco na simplicidade e eficiência. O objetivo principal era desenvolver um projeto capaz de realizar jogadas no jogo da velha utilizando os recursos concebidos de forma funcional e de baixo custo e de forma autônoma. Abaixo podemos citas o desenvolvimento dos principais pontos de nosso projeto:
· Estrutura do braço robótico: Como mencionado anteriormente o braço robótico foi projeto para a movimentação em eixos através de ângulos pré- estipulados, a estrutura será composta por peças desenvolvidas e adaptadas exclusivamente para este projeto, sendo compostos ainda por servo motores para possibilitar a movimentação.
· Garra de manipulação: A garra de manipulação de objetos será projetada para ser simples, porém eficaz. A forma da garra de manipulação será totalmente personalizada (através de impressão 3D) para realizar o movimento de cada peça dentro do nosso tabuleiro de 9 posições.
· Sistema de Controle: Para a realização de cada movimento utilizaremos a plataforma microcontrolada ATmega 328P. Desa forma sendo capaz de
identificar posições e realizar cada movimento necessário durante a execução do jogo da velha.
Modelo da Garra
Recriada a partir do software INVENTOR, tecnologia de modelagem 3D utilizada para este projeto. Sendo assim todo processo será realizado com as seguintes especificações:
· Modelagem 3D: Inventor
· Impressão 3D: Plusa Slicer (software)4
· Tabuleiro todo impresso em 3D no PLA
Imagem da garra
Conclusão
Podemos concluir devido a abordagens de diversos temas e realização de pesquisas focadas no desenvolvimento de nosso projeto que será desenvolvido com baixos custos um projeto simples e eficaz. As escolhas por tecnologias como a de servo motores, Reeds (sensores magnéticos) e entre outros, nos garante a funcionalidade e eficácia de nosso projeto, além de economizar investimentos e recursos. Nosso projeto busca equilibrar a simplicidade e funcionalidade resultando em um sistema que pode ser facilmente adaptado para outras funções além da desempenhada no presente projeto.
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