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Construa seu T1 o) de combate Fr E: Mauro Vianna Já pensou em participar de uma competição de robôs de combate, mas não sabe como começar? Então, aproveite as dicas da equipe RioBotz para começar com o pé direito. O ser humano é competitivo por natureza. Então é natural que, no pro- cesso de criação de robôs, promover competições ajude a estimular a criati- vidade e engenhasidade dos construto- res destas máquinas. As competições de combate expõem as máquinas ao limite, exigindo dos seus construtores perícia e criatividade. Porém, começar neste tipo de competição não é tão difi- cil quanto parece. Neste artigo, entre- vistamos Marco Antonio Meggiolaro, professor do Departamento de Enge- nharia Mecânica da PUC-Rio e coorde- nador da equipe RioBotz, que forneceu informações valiosas para nossos lei- tores iniciantes. HISTÓRIA DAS COMPETIÇÕES As competições de robôs já vêm de longa data. Elas começaram inicial- mente nos Estados Unidos como com» petições locais, utilizando todo tipo de material. Um dos primeiros robôs era um aspirador de pó adaptado! Uma das categorias que se sobressaiu foi o combate de robôs. Com o tempo a popularidade destas competições aumentou, che- gando até à criação de ligas nacio- nais, como a Liga Battle Bois, que “ASAS ER ! é composta de qualro categorias de pesos, e a liga Robot Wars. Na Inglaterra, já existiu um pro- grama de TV chamado Robotica, onde os Rabôs se digladiavam para o teles- pectador. E NO BRASIL? No Brasil, surgiu uma competição de combate de robôs em 2001, orga- nizada durante o evento do “Encontro Nacional de Estudantes de Enge- nharia- de Controle e Automação” (ENECA), realizado anualmente em outubro. Detalhes desta competição podem ser encontrados em any. guerraderobos.com.br. É importante para o competidor verificar as regras do combate. Neste artigo, descreveremos de forma sim- plificada as regras utilizadas na com- petição de 2003, REGRAS Cada etapa da competição é com- posta de três rounds de 5 minutos cada. vários robôs são colocados dentro de uma arena, onde eles se digladiam. Todos os tipos de armas mecânicas são permitidos, exceto projéteis, e é aRTE e mem e me mim TELO robótica t * proibido usar armas químicas ou inter- ferir nos sihais de rádio do oponente. Tecnicamente, nem todas essas máquinas de combate seriam con- sideradas robôs, pois normalmente não são utilizados sensores. O con- trole & feito pelo próprio operador, usando o mesmo tipo de controle remoto RF empregado em aeromo- delismo. Todavia, isto não afeta à valor da competição, uma vez que a mecânica é uma parte essencial da ciência da Mecatrônica, além do que a eletrônica de alta potência do sis- tema também oferece desafios. A construção dos robôs está ros» trita a determinados parâmetros, como dimensões fisicas e peso. Por questão de segurança, determinadas regras são estabelacidas no uso de equipamentos potencialmente perigosos, como com- bustívois, sistemas hidráulicos e pneu- máticos, etc. Atualmente, a competição tem uma única categoria onde 0s robás pesam no máximo 50 kg. As notas conferidas aos robôs são critérios dos juízes baseados em carac- terísticas como agressividade, agili- dade e capacidade de imobilização, CONSTRUÇÃO Aqueles que desejarem se aventu- rar neste tipo de competição devem Q E pj frascos rebesCopeniei RAA mjo — Bless e Danhee Longenira Phionographer £) se preparar para ter um investimento inicial, Os robôs de combate custam tipicamente entre R$ 1000,00 e R$ 3000,00. Na prática, os robôs da com- petição têm custado praticamente R$ 3000,00. Equipes mais avançadas já começam a usar equipamentos de melhor qualidade, o que pade elevar o custo do robô a alé RS 6000,00. Uma forma de aliviar o custo do investimento inicial é ter um patroci- nador. O uso de material de segunda mão (sucata) também reduz consi- deravelmente o custo do robô. Com criatividade e trabalho duro é possi- vel fazer um robô de combate a custo baixo. RECEITA DE BOLO Como regra geral, o professor Marco sugere os seguintes passos para a construção do robô; 1. Definir o tipo do robô; 2. Balizar o robô; 3. Procurar os componentes dis- poniveis, adquirir o radiocontrole; 4. Projetar como será montado o robô, respeitando o limite de peso; 5. Construir, testar e aperfeiçoar o robô. O batismo é muito importante. Ao decidir o nome, a equipe fica mais integrada e comprometida com o pro- jeto de construção do robô. A identi- dade vai definir a “personalidade” do robô e da equipe. LOCOMOÇÃO Há várias opções para a locomo- ção. A mais comum é utilizar rodas. Porém lagartas e pernas também podem ser utilizadas, oferecendo uma maior aderência ao solo, ao custo da perda de velocidade nas curvas (para as lagartas) ou diminuição de estabili- dade (para as pernas). TIPO DO ROBÔ Embora o tipo do robô dependa da criatividade de cada um, com o tempo foram identificadas algumas catego- rias onde os robôs acabam se encai- xando em um ou mais tipos. Ariete (Ram Bots): Estes robôs usam a força bruta para bater no robô adversário ou empurrá-lo para fora da arena, imobilizando o adversário contra a grade. Armas parfurantes podem ser adicionadas a este tipo de robô para causar danos ao adversário. Rampa (Wedge Bots): Este tipo de robô utiliza uma rampa inclinada para tentar tirar o adversário do chão e virá-lo ao contrário, inibindo o ataque do adversário e podendo resultar na imobilização do mesmo. Içadores (Lifters): Estes robôs empregam uma estratégia semelhante me q e a e Barevoresà co aos de rampa, mas ao invés de uma rampa passiva, eles têm um braço ativo que ergue o adversário, imobilizando-o ou virando-o de cabaça para baixo. Lançadores (Launchers): Os lan- cadores se assemelham aos içado- res, porém eles são mais agressivos. Os braços são mais potentes e o objetivo não é só erguer o adversá- rio, mas lançá-lo para o ar. Com isso, elas podem causar danos nas quedas dos adversários ou imobilizá-los de cabeça para baixo. Garras (Clamp Bots): Os robôs com garras são uma variação dos iça- dores. Ao invés de um braço simples, eles têm um tipo de garra que segura o adversário, mantendo-o seguro ao levantá-lo do chão. O objetivo é a imobilização. Batedores (Thwack Bots): Estes robôs têm um só objetivo: bater inces- santemente no adversário. Depen- dendo da arma, os efeitos podem ser de fortes pancadas, perfurações ou uma combinação destes efeitos. Um tipo é o robô giratório, que gira no próprio eixo com a arma usando o momento angular para o impacto. Outro tipo seria o robô Overhead, que basicamente emprega duas rodas e uma haste com uma arma na ponta que se movimenta por cima no robô quando este "freia”. Neste caso, a pancada se baseia na inércia gerada pela velocidade do robô em am em mm robótico efeito de comparação. Como existem vários modelos de baterias, grandes variações podem ser encontradas. MOTORES E ETC. Os motores são os músculos do seurobá. O uso de motores adequados é importante. Tipicamente, os robôs têm utilizado motores elétricos auto- motivos, como os empregados em ven- toinha de carros. Os mais comuns têm sido os motores Bosch dos tipo GPA e GPB. O GPB é o mais comum, Ele - custa menos de RS 100,00 e trabalha com 12 0 GPA trabalha com 24 W, oferece mais potência porém, além de custar mais caro (AS 500,00), tem o dobro de comprimento, a que pode difi- cultar não só as restrições de peso, como a montagem física. Estes moto- res têm uma eficiência máxima em torno de 75% de conversão de energia (elétrica => mecânica). Para acionar os motores são necessários alguns cuidados. Os fios utilizados devem suportar alta ampe- nr ragem. Um motor GFA pode consu- mir mais de 100 A no pico. Devido à potência e ao estresse gerado pelo combate, é comum ulilizar eixos de aço, pois eles são mais resistentes ao empenamento. Apesar de mais pesados do que outros materiais como alumínios, os aços em geral possuem excelente resistência. O acoplamento dos motores ao eixo normalmente utiliza uma caixa de redução. É importante também o uso de acoplamentos elásticos, que absorvem vibrações e impactos e reduzem o estresse nos gixas, moto- res e caixa de redução. ELETRÔNICA DE CONTROLE O acionamento destes motores pode ser feito com relés ou transisto- res FET de potência. Devido às altas correntes, é fundamental a constru- ção de placas de controle de potên- cia que substituem os controles cos servos usados nos asromadelos. Um cuidado que deve ser tomado é com relação a ruídos. Não só as interferências eletromagnéticas do ambiente externo, mas também as geradas internamente ao robô, podem prejudicar a recepção do sinal de radiocontrole. Tipicamente isto não é um problema muito grave, mas deve ser levado em consideração na mon- tagem fisica. É essencial separar a alimentação para a eletrônica de controle da ali- mentação de acionamento dos moto- res, para evitar ruídos. Capacitores montados nas carcaças dos motores também ajudam muito na redução dos ruidos eletromagnéticos. O controle dos motores pode ser feito de duas formas. O controle Bang-Bang é basicamente um liga- desliga. É o mais simples de imple- mentar, porém não permite controle preciso, além de gerar maior estresse mecánico. O controle proporcional pode ser implementado com controlo PWM (Puise Width Modulation), per- mitindo controle de velocidade mais preciso. Este tipo de controle pode ser necessário, dependendo do tipo de arma utilizada. ESTRUTURA E ARMADURA A estrutura do robô é o equivalente do esqueleto. Ela deve ser forte e leve, ao mesmo tempo. Para construir a estrutura são usados vigas, perfis e e mm mm PESMAGADORES = LANÇADORES e placas de metal, O mais comum é o uso de alumínio, por ser leve. Exis- tem três tipos de alumínio. O mais usual, o alumínio arquitetônico usado em esquadrias, é o de mais baixa resistência, porem é o mais fácil de ser obtido. Em segundo lugar, existem alumínios estruturais como os usados em bicicletas. São um pouco mais caros, mas oferecem maior resistên- cia. Por último, existem os aluminios aeronáuticos, utilizados em aviões. São bem mais caros, mas oferecem a melhor relação peso-resistência. Nas placas, é comum cortar bura- cos nas mesmas para reduzir peso. Uma placa com um buraco é bem mais leve que uma inteira e tem prati- camente a mesma resistência, desde que os buracos sejam cortados nas regiões menos forçadas. O mesmo vale para vigas e perfis, que podem ser ocas, como nas bicicletas. Ou seja, fazendo um “regime” no seu robá, você pode economizar peso valioso para usar em músculos (bate- rias e motores). Dois fatores são importantes na escolha do material; resistência e rigi- dez. Alta resistência garante que a estrutura não quebrará, mas alta rigi- dez também é importante principal- mente em placas, evitando deflbxões excessivas do robô. Aços possuem as mais altas resistências e rigidez, porém eles devem ser evitados nas estruturas. pois o ganho de peso T 2; E a ee Caractenísticas dos materiais. Pior Rigidez Pior Resistência Placas sob Flaxão as serra em geral não compensa. A tabela 2 resume as caracteristicas dos mate- riais para cada tipo de uso, levando em conta a otimização do peso total das estruturas dos robôs. A armadura é a pele do robô, Como estamos falando de robôs de combate, é importante uma boa armadura, pois a única certeza é que haverá ataques brutais. A arma- dura pode ser feita com placas metá- licas. O material a ser utilizado, assim como a sua espessura vai depender principalmente de quanto peso você ainda pode adicionar ao robô. Um material muito usado atualmente nas armaduras é o policarbonato, um plástico lave e-com alta resistência a impactos - ele é colocado em vidros à prova de bala! PROJETO Para aqueles adeptos do uso de CAD, existem algumas opções. O AutoCAD é bastante conhecido no mercado. Algumas outras opções seriam o Solid Works e o Rhino 3D. Para quem gosta de “botar a mão na massa”, protótipos em papelão ou outros materiais também são opções baratas e interessantes. CONCLUSÃO As competições de robôs têm sido cada vez mais populates e são excelen- Altiminio Melhor Rigidez Mádia Rigidez Melhor Resistência Média Resistência Mexotrónica Fácil nº20 - Janeiro 2005 robótico Pi RD e fo fo oo tes eventos para troca de informações entre estudantes e pesquisadores. O ambiente de competições de combate proporciona uma maneira divertida de colocar na prática toda a teoria dos alunos na confecção de máquinas para uso pesado. O desenvolvimento deste tipo de tecnologia é importante, pois o ambiente é semelhante ao encontrado no mundo real com máquinas pesa- das, como escavadoras, tratores, guin- dastes, etc. Máquinas menores, usando as mesmas tecnologias, podem ser utiliza- das para exploração de locais inaces- síveis ou perigosos para 0 ser humano, como dutos de água e esgoto, oleocu- tos, cavernas e escombros. F Fonte de informação e referência definitiva para as empresas e profissionais Mensalmente nas bancas ww. revistapescia.com.br 
