Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE PAULISTA 
 
CARLOS FELIPE JULIATI PASQUALINO 
GUSTAVO CAIANELO GODOY 
LEONARDO MARTINS BARCARO 
MATHEUS CARDOSO DE LIMA 
MATHEUS PEREIRA BUENO 
PEDRO HENRIQUE MEI DA SILVA 
THOMAS JEFFERSON DA SILVA VALÉRIO 
VINICÍUS FERNANDO LOPES DA SILVA 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Carrinho Elétrico com Braço Articulado” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
JUNDIAÍ 
2017 
 
 
CARLOS FELIPE JULIATI PASQUALINO 
GUSTAVO CAIANELO GODOY 
LEONARDO MARTINS BARCARO 
MATHEUS CARDOSO DE LIMA 
MATHEUS PEREIRA BUENO 
PEDRO HENRIQUE MEI DA SILVA 
THOMAS JEFFERSON DA SILVA VALÉRIO 
VINICÍUS FERNANDO LOPES DA SILVA 
 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Carrinho Elétrico com Braço Articulado” 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à UNIP – 
Campus Jundiaí vinculado às 
Atividades Práticas Supervisionadas, 
como parte dos requisitos para 
avaliação semestral, no Curso de 
Engenharia Básica. 
 
 
 
 
 
Jundiaí 
2017 
 
 
 
COMPONENTES DO GRUPO 
CARLOS FELIPE JULIATI PASQUALINO – RA: N814HF-7 
GUSTAVO CAIANELO GODOY – RA: N963HA-1 
LEONARDO MARTINS BARCARO – RA: D02298-9 
MATHEUS CARDOSO DE LIMA – RA: C8775I-9 
MATHEUS PEREIRA BUENO – RA: C87567-8 
PEDRO HENRIQUE MEI DA SILVA – RA: C450CH-9 
THOMAS JEFFERSON DA SILVA VALÉRIO – RA: C97JIA-0 
VINICÍUS FERNANDO LOPES DA SILVA – RA: T1507F-6 
 
 
 
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 
“Carrinho Elétrico com Braço Articulado” 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à UNIP – 
Campus Jundiaí vinculado às 
Atividades Práticas Supervisionadas, 
como parte dos requisitos para 
avaliação semestral, no Curso de 
Engenharia Básica. 
 
 
 
 
 
 
Aprovado em: ____/____/____ 
Professor: _____________________________________ 
 
 
 
RESUMO 
 
O trabalho proposto tem como predominante proposta promover a pesquisa, 
planejamento e desenvolvimento de um protótipo de braço articulado. Este trabalho 
apresenta o passo a passo da construção do braço articulado através de ilustrações 
(fotos), além de descrever os materiais utilizados, expor o esboço do projeto, 
conclusões finais e referenciais bibliográficas utilizadas. 
 
Palavras-chave: Braço. Articulado. Construção. Projeto. 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The proposed work has as predominant proposal to promote the research, planning 
and development of an articulated arm prototype. This work presents the step by step 
of the construction of the articulated arm through illustrations (photos), in addition to 
describing the materials used, exposing the project sketch, final conclusions and 
bibliographical references used. 
 
Key-words: Arm. Articulated. Construction. Project. 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ................................................................................................ 06 
1. OBJETIVOS.............................................................................................. 07 
2. METODOLOGIA ...................................................................................... 08 
2.1. Braço Articulado ............................................................................. 08 
2.2. Eletroímã ........................................................................................ 09 
3. DESENV. TEÓRICO E PASSO A PASSO DA CONSTRUÇÃO .............. 10 
3.1. Sistema hidráulico .......................................................................... 10 
3.2. Eletroímã ........................................................................................ 11 
3.3. Carrinho elétrico ............................................................................. 13 
4. CONCLUSÕES ......................................................................................... 14 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 15 
 
 
 
 
 
6 
 
INTRODUÇÃO 
 
 Extremamente úteis nas mais diversas aplicações da atualidade, os braços 
articulados são muito comuns dentro de praticamente todos os setores da indústria 
moderna, devido à sua praticidade e flexibilidade de trabalho. Visando garantir um 
ambiente de trabalho ergonomicamente correto, estes equipamentos garantem a 
movimentação de cargas com a maior segurança possível para o funcionário. 
Manipulando as cargas com rapidez e segurança, os braços articulados foram 
um dos primeiros equipamentos desenvolvidos para esse tipo de trabalho. Os braços 
articulados são equipamentos confeccionados para auxiliar na montagem de 
produtos, de modo que possuem extrema praticidade e flexibilidade na sua 
utilização. 
Assim, os braços articulados se tornam um equipamento essencial na 
manipulação de cargas, uma vez que garantem uma boa ergonomia ao operador, 
através do manuseio confortável e esforço mínimo por parte deste. Além disso, é um 
equipamento que possui formato compacto e peso reduzido, de modo que possui 
instalação simples, rápida e de fácil manuseio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
1. OBJETIVOS 
 
 O objetivo principal deste trabalho é a complementação do protótipo de 
carrinho elétrico construído no semestre passado, construindo um braço articulado, 
capaz de levantar e transportar um corpo de prova para posições pré-estabelecidas 
ao longo de um percurso. Tal corpo deve ser içado por meio de um eletroímã 
também construído por nosso grupo, posicionado na extremidade do braço, deve 
carregar um corpo de massa variando entre 10 e 40 gramas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
2. METODOLOGIA 
 
2.1 Braço Articulado 
 
 Para a construção do braço articulado nós utilizamos madeira compensada, 
retirada de um guarda-roupas velho, mais precisamente a parte que é colocada atrás 
do mesmo, visto que é uma madeira fina e de fácil manuseio. Foi feita apenas uma 
articulação, sendo móvel através de um parafuso interligando as duas partes. Foram 
fixados parafusos para que as duas partes da madeira ficassem firmes. 
 
 
Imagem 1: Estrutura do braço articulado. 
 
 Para a movimentação do braço foram utilizadas duas seringas conectadas 
através de uma mangueira fina, assim, ao acionar uma das seringas, a outra faz o 
trabalho de erguer ou abaixar o braço. 
9 
 
 
Imagem 2: Seringa fixada no braço articulado. 
 
2.2 Eletroímã 
 
 O eletroímã foi construído de uma maneira bem simples, utilizando um 
parafuso e fio de cobre. O fio de cobre foi enrolado diversas vezes, formando várias 
camadas de fio. Para alimentação desse eletroímã nós utilizamos um pack de pilhas 
comuns, suficiente para o acionamento durante o percurso. 
 
 
Imagem 3: Materiais utilizados para construção do eletroímã. 
10 
 
3. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO E PASSO A PASSO DA CONSTRUÇÃO 
3.1 Sistema hidráulico 
 O Princípio de Pascal diz que: “A variação de pressão sofrida em um ponto de 
um fluido em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido e às 
paredes que o delimita”. 
Este princípio tem diversas aplicações em nosso cotidiano. Ele está presente 
na prensa hidráulica, no elevador hidráulico, no macaco hidráulico, freios e na 
direção hidráulica. 
Esse sistema foi utilizado para a movimentação de nosso braço. Colocamos 
uma seringa acoplada ao braço, e uma outra seringa conectada através de uma 
mangueira. 
 
 
Imagem 4: Seringas conectadas. 
 
 As seringas foram enchidas com água e um corante azul, apenas para facilitar 
a visão do líquido. 
 Ao acionarmos a seringa que estava fora do braço, foi possível realizar a 
movimentação do braço. O princípio de Pascal se aplica, foi uma pressão que era 
11 
 
aplicada em uma das seringas se transmitia através da mangueira até a outra 
seringa. 
 
 
Imagem 5: Seringa responsável pela movimentação do braço. 
 
3.2 Eletroímã 
 
 O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar 
um campo magnético, semelhantes àqueles encontrados nos ímãs naturais. Égeralmente construído aplicando-se um fio elétrico espiralado ao redor de um núcleo 
de ferro, aço, níquel ou cobalto ou algum material ferromagnético. 
Quando o fio é submetido a uma tensão, o mesmo é percorrido por uma 
corrente elétrica, o que gerará um campo magnético na área a este 
aspecto, espira através da Lei de Biot-Savart. A intensidade do campo e a distância 
que ele atingirá a partir do eletroímã dependerão da intensidade da corrente 
aplicada e do número de voltas da espira. 
A passagem de corrente elétrica por um condutor produz campos magnéticos 
nas suas imediações e estabelece um fluxo magnético no material ferromagnético 
envolto pelas espiras do condutor. A razão entre a intensidade do fluxo magnético 
concatenado pelas espiras e a corrente que produziu esse fluxo é a indutância. 
O pedaço de ferro apresenta as características de um ímã permanente, 
enquanto a corrente for mantida circulando, e o campo magnético pode ser 
12 
 
constante ou variável no tempo dependendo da corrente utilizada 
(contínua ou alternada). Ao se interromper a passagem da corrente o envolto pelas 
espiras pode tanto manter as características magnéticas ou não, dependendo das 
propriedades do mesmo. 
 
 
Imagem 6: Diferenças entre o eletroímã e o imã natural. 
 
 Nosso eletroímã foi construído utilizando um parafuso envolto com fio de 
cobre, formando-se várias camadas. Para a alimentação desse eletroímã, foram 
utilizadas pilhas comuns, fornecendo corrente suficiente para o acionamento durante 
o percurso. 
 
 
Imagem 7: Eletroímã utilizado em nosso protótipo. 
 
13 
 
 O eletroímã foi posicionado na ponta do braço, afim de carregar e descarregar 
os pesos durante o percurso no dia da apresentação do trabalho. 
 
 
Imagem 8: Carrinho pronto no dia da apresentação 
 
3.3 Carrinho elétrico 
 
 Como o projeto desse semestre era a complementação do carrinho 
construído no semestre passado, não foi alterada nenhuma parte elétrica do 
carrinho, apenas acoplado o braço articulado juntamente com o eletroímã. 
 O sistema eletrônico é composto pela placa Arduíno, Protoboard, placa HC06 
(Bluetooth), a ponte H e o jumper (conjunto de fios que faz a ligação entre os 
componentes). O sistema é alimentado por uma bateria Lipo 11,1 V. 
 O controle do sistema foi feito através de um aplicativo de smartphone 
(Bluetooth RC Controller) conectado através do Bluetooth, do mesmo modo que foi 
feito no semestre passado. 
 
 
 
 
14 
 
4. CONCLUSÕES 
 
A APS desse semestre por se tratar de uma complementação do carrinho 
elétrico construído no semestre passado, parecia não ser tão complexa. Porém, não 
foi tão simples. 
A construção do braço articulado envolveu um pouco de pesquisa sobre o 
assunto de hidráulica, atrelado aos conhecimentos que nós já havíamos adquiridos 
nas matérias de Estática dos Fluídos e Fenômenos de Transporte. 
O mesmo vale para o eletroímã, esse de concepção mais simples, mas 
também foi necessário conhecer um pouco mais do assunto, além do que já 
tínhamos visto em Eletricidade Básica. 
O resultado foi muito satisfatório, conseguimos cumprir todo o percurso, 
transportando os pesos exigidos, em pouco tempo se comparado com outros 
projetos que foram apresentados. 
Além dos resultados, a experiência foi muito interessante pois adquirimos 
mais conhecimento em hidráulica e elétrica, conceitos esses que são amplamente 
utilizados todos os dias em diversos setores da indústria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
www.mundoeducacao.bol.com.br – “Eletroímã” 
www.wikipedia.org – “Eletroímã” 
www.wikipedia.org – “Princípio de Pascal” 
www.unesp.br – “Elevador hidráulico” 
www.mundoeducaco.bol.com.br – “Prensa hidráulica”