Resultado final da garra mecânica

Visto que o projeto foi concluído visando à funcionalidade tanto do sistema, quanto dos materiais envolvidos, sendo estes de baixo custo e fácil acesso, achamos fundamental explicar a escolha dos materiais propostos utilizados como base do funcionamento da garra mecânica.

O alumínio foi utilizado na forma de chapas nos braços mecânicos e na garra, responsável por prender a caixa contendo os materiais separados pela peneira. Além de ser um material de fácil acesso, de boa aparência, e um dos mais econômicos, ele apresenta alta resistência, permitindo que ele seja cortado e furado sem romper e despedaçar-se, e ainda resista à grandes pressões como as feitas pelos parafusos e pesos a qual este sustenta sem deformar. Essa alta resistência, porém, é o suficiente para  não prejudicar a sua maleabilidade, permitindo que ele seja dobrado, apresentando o formato que melhor se adéqua ao seu uso. Uma curiosidade sobre tal material é que quando exposto ao ar, é formada uma camada de oxido de alumínio ao seu redor que serve como uma proteção e justifica a sua resistência à corrosão e à maioria dos ácidos.

O outro material utilizado foi o plástico em suas varias composições presentes na seringa, na base e em materiais de fixação. Este é um material orgânico polimérico sintético obtido pelo petróleo, e foi escolhido por ser economicamente viável e devido a sua grande maleabilidade, exigida pela função dada a tais materiais.

Abaixo, apresentaremos o vídeo do funcionamento da garra ao mover-se para elevar e transportar o recipiente contendo massas totalizando 150 gramas através do sistema hidráulico e elétrico. 

Porém, antes desejamos expressar nossos agradecimentos ao nosso professor e orientador Targino Amorim, que nos mostrou que somos sim capazes de projetar e desenvolver sistemas que não estamos familiarizados se formos dedicados e procurarmos ajuda e informações sobre o sistema, e que não saber sobre um assunto aprofundadamente não é nenhum obstaculo intransponível. Estar no segundo trimestre de engenharia mecânica conseguindo montar uma garra é a prova disso. Agradecemos também a José Gilson e a Madson Muniz, que nos deram suporte na hora da montagem da garra, em atividades como utilizar a furadeira, cortar o alumínio, usar chaves de fenda e de boca, além é claro de estarem sempre dispostos a nos ajudar seja dez horas da noite ou seja em uma manhã de sábado.

Ao fim desse projeto, conseguimos visualizar como os conceitos de física se aplicam na prática (centro de massa, torque, força elástica, contra peso), além é claro de nos ensinar a trabalhar em equipe. E parafraseando o mestre Targino Amorim, finalizamos esse trabalho sendo 10% mais engenheiros do que eramos antes desse projeto. ;)

Mudanças Finais

Para termos um projeto 100% foram necessárias algumas mudanças finais.
Primeiramente trocamos a fita isolante preta por uma fita isolante branca (figura 1) e enrolamos a seringa com  fita para que na hora que a seringa se enchesse de água ela não ficasse deslizando e não restringisse seu movimento (figura 2).
Ao substituirmos as novas seringas percebemos que as braçadeiras estavam amassando as seringas e que não se adequavam ao tamanho delas. As braçadeiras compradas eram muito compridas, não conseguindo assim fixar as seringas o suficiente. Dessa forma, quando a água era bombeada, ao invés do embolo levantar e dar movimento ao braço da garra, o corpo da seringa descia com o peso e o braço permanecia parado. Como solução, as braçadeiras foram substituídas por lacres transparentes (figura 2), fixados entre cada seringa e um parafuso que podiam ser ajustados a depender do tamanho desejado e ainda melhoraram a estética da garra por serem mais discretos. Assim, melhoramos a funcionalidade e o visual do nosso projeto com um simples trocar de peças baratas e de fácil acesso. 

 Figura 1 

Figura 2

Outra mudança que fizemos foi a mudança do mecanismo das mãos da garra. Anteriormente o mecanismo utilizado seriam as mãos da garra inicialmente abertas e quando a bomba jogasse água para a seringa o embola desta empurraria uma peça de acrílico que faria com que as mãos abrissem, no entanto a bomba apenas faria com que as mãos fechassem, não tendo como puxar a água da seringa de volta e consequentemente não tendo como abrir as mãos  novamente, além de que esse sistema se revelou muito mais complexo do que imaginávamos. Por este motivo foi necessário a procura de um novo mecanismo mais simples, decidimos então usar um sistema em que as mãos da garra estivessem inicialmente fechadas.

Para o novo mecanismo os materiais necessários seriam: duas borrachas de dinheiro, duas arruelas  e pedaço de fio desencapado. O mecanismo que fizemos consistia em amarrar as pontas do fio desencapado nas arruelas, uma em cada ponta, e amarramos no embolo da seringa (figura 3). E as borrachas foram arrumadas em forma de X nas mãos da garra (figura 4) para que elas se mantivessem fechadas e com o movimento da seringa elas se abrissem. Inicialmente o embolo se encontra preenchido com água e preso nas mãos da garra por um arame, quando a água é puxada o embolo sobe e faz com que as mãos abram. As borrachas de dinheiro são responsáveis por fazer com que as mãos retornem as suas posições iniciais por meio da aplicação da força elástica. Invertemos o lado do mecanismo de modo que este ficasse voltado para baixo para deixa-ló mais discreto e esteticamente mais bonito.

Nas mãos da garra foi necessária a utilização da seringa de forma manual, pois a bomba utilizada no projeto não puxa a água de volta da seringa e nesta seringa a gravidade não provoca este movimento.

 

 

Figura 3

 

 

Figura 4

  

Inicialmente, foi apresentada a proposta de colocar contra pesos nas extremidades opostas a que o objeto será pego, para assim mudar o centro de massa da garra e equilibrar o peso que os braços e o objeto a ser carregado fazem, evitando que ela tombe para frente. Porém, como para equilibrar o peso da própria garra e do objeto seria necessário um contra peso com uma grande massa, preferimos substituir o contra peso por um sistema de tração utilizando um fio já disponível para ligar a base da garra à extremidade do braço onde ficaria o contra peso (figura 5). Pelo fato de o fio ser elástico, ele traciona o braço o suficiente para garantir que este levante, para suspender o objeto, ao ser empurrado pelo embolo da seringa e permite que o mesmo desça para por tal  objeto no chão. Assim, evitamos que a garra em geral fique mais pesada com o contra peso e evitamos as despesas excessivas, já que o fio utilizado foi um reaproveitamento de matérias já obtidos.

Figura 5



Parte Elétrica

Depois de termos solucionado quase todos os problemas da parte mecânica, pudemos finalmente nos focar na parte hidráulica e elétrica do sistema.

Como já explicado no post anterior, utilizamos uma ligação em paralelo no sistema bomba - bateria (figura 1, 2 e 3). Colocamos os fios que ligava as baterias e colocamos cada fio em um interruptor (figura 1.)(fio preto), unimos esses três fios para q eles formassem um só fio, em seguida ligamos esse fio em um dos polos da bateria (já que no nosso caso os polos das baterias não interferiam no funcionamento da bomba). Para conectar os interruptores a bateria, colocamos um único fio passando por todos os interruptores (fio branco) e ligamos a sua saída no outro polo da bateria. Essa conexão também  poderia ser feita colocando um fio em cada interruptor e unindo eles como se fossem um só e colocando no polo da bateria assim como feito na conexão bomba - interruptor

Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

Parte Hidráulica

Na parte hidráulica como já informamos em outros posts, foi utilizada seringas. Depois de testado qual seria a melhor seringa para mexer a nossa garra, que ficou relativamente pesada, foi escolhida a seringa de 20 ml. (figura 1). Utilizamos também mangueiras de um equipo para cada seringa se ligar as bombas (figura 2). Para evitar vazamento nas bombas, utilizamos um pedaço de mangueira de jardim de tamanho 1/4 e vedamos com um pedaço de arame bem apertado (figura 3). Colocamos uma vasilha que pudesse ser vedada como recipiente que forneceria a água para as seringas, fizemos três furos para se encaixar com a entrada de água da bomba e vedamos com cola silicone para evitar vazamentos (figura 4).

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Novas Compras

Tivemos que fazer novas compras, umas para a substituição de peças e outras para o funcionamento do sistema elétrico e hidráulico.

Para a substituição de peças compramos três novas seringas hipodérmicas agora de 20 ml (figura 1.), para poder obter mais força na hora do levantamento da garra. E novas abraçadeiras (figura 2.) para se encaixar nas novas seringas.

Figura 1.

Figura 2.

Para o funcionamento do sistema hidráulico compramos seis capacitores (figura 3.), um interruptor de três (figura 4.) e fios para a ligação das bombas com a bateria e com o interruptor (figura 5.).

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.