Bem vindos à documentação do TP 1 da equipe PEGASUS!

Neste documento apresentaremos a vocês o ENZO, nosso robô manipulador, que, ao final do projeto, será capaz de escrever “UFMG”, seu próprio nome e desenhar um círculo!

No primeiro dia de montagem, começamos a discutir como seriam feitos os movimentos para a escrita, devido à limitação de uso de 2 motores, foi fácil chegar ao consenso que, futuramente, nosso ENZINHO teria movimentos em 2 eixos (X,Y), o que nos traria, variando a programação no arduino, a possibilidade de desenhar traços retos e curvos, para assim, alcançar o objetivo do TP.

Foram montadas duas juntas prismáticas, cada uma deslocando em cada eixo. As engrenagens giravam, movendo uma cremalheira (também conhecida como engrenagem de raio infinito), fazendo com que os “bracinhos” do pequeno embrião do ENZO se movimentassem, abaixo vocês podem ver o primeiro protótipo do nosso manipulador:

Conhecendo um pouco mais de como as peças do LEGO se encaixavam, e com um pouco mais de trabalho, conseguimos incrementar um pouco mais o ENZO, que passou a ser um feto no final do primeiro dia de montagens:

Após o primeiro dia de montagens, vimos que nossa caixa de redução deveria ser bem mais complexa, para reduzir a velocidade do motor, vários testes foram feitos até chegarmos em modelos mais próximos do ideal, como vocês podem ver nos vídeos abaixo:

Como vocês puderam observar, começamos a construção do ENZO com a base baixa, como todo bebê, o ENZO cresceu, de forma a caber o Arduino dentro dele, na parte de baixo, a partir daí a construção foi ficando cada vez mais complexa, terminamos de construir nossa redução e passamos para um modelo de “parte inferior” e “parte superior”, feitas separadamente e que se encaixam pelas engrenagens, abaixo temos um pequeno “Book” da parte inferior do ENZO:

Para fazer os primeiros testes com esse novo modelo de construçao, construímos nosso primeiro protótipo de suporte para encaixar a caneta (esse maldito suporte foi nosso maior desafio, vocês entenderão nas cenas dos próximos capítulos!).

Ainda nos primeiros testes, o sistema de engrenagens da parte superior tinha muito atrito com uma das paredes que o sustentava, então foram feitas modificações para que o espaço entre as peças e as engrenagens fosse maior e estas girassem livremente. Isso aumentou consideravelmente a velocidade no eixo y do robô.

Como a parte onde é encaixada a caneta tinha um peso concentrado considerável, foi utilizada uma roda como contrapeso para diminuir o esforço no elo presente na parte superior do robô. Também houve uma modificação em relação a um montante que estava ligando a base de apoio da caneta ao elo. Ele foi substituído por dois montantes menores e que permitiam que o elo tivesse um curso maior, garantindo o aumento do espaço de trabalho do manipulador. Abaixo estão 2 vídeos dos primeiros testes:

O próximo passo era melhorar o equilíbrio de nossa criança, que já não podia mais ficar usando rodinha pra se equilibrar, aproveitamos esse desafio para melhorar nossa caixa de redução, como vocês podem ver nas fotos abaixo:

Implementamos também o menu na tela do “shield”, testando alguns controles por ele e certificando que o deslizamento do manipulador pelos eixos estava funcionando:

Foi então que chegou a necessidade de voltar ao suporte da caneta, e assim começou nossa saga de inúmeras tentativas mal sucedidas de suporte:

E logo logo ENZO começou a escrever seus primeiros rabiscos:

Os projetistas se empolgaram e tentaram passar um pouco de energia positiva para o ENZO!

Mesmo assim, os rabiscos não estavam tão bons:

ENZO, num momento de protesto, quis escrever “UEMG” em vez de “UFMG”

Nas fotos acima, vocês podem ver que o suporte não estava sendo efetivo, hora apertava demais a caneta contra o papel, hora o suporte ficava muito “flexível” e a caneta entortava com o movimento do braço, sem escrever nada. Esse foi, sem dúvidas, o maior desafio do TP 1, nossos projetistas passaram horas, na última terça-feira (02/04/2019) tentando resolver esse problema:

Infelizmente saímos derrotados nesse dia, porém voltamos com energia para o dia seguinte, o penúltimo dia de construção. Já no início encontramos problemas com o conjunto de engrenagens da base inferior. Após alguns testes, nos quais o conjunto permanecia parado na maioria do tempo, decidimos remontar o conjunto, ajustando a folga nas porcas que fixam a posição dos eixos. Aumentando um pouco, e testando cada engrenagem, conseguimos resolver este problema.

Por fim, foi pensado em algo simples, seguindo a filosofia de projeto KISS (Keep It Simple Stupid) do engenheiro aeronáutico Kelly Johnson.

Nesse ponto do projeto, faltava pouco para alcançarmos nossos objetivos. Com o aprimoramento de nosso código, programado no arduino, ENZO conseguiu finalmente escrever seu nome e desenhar um círculo (não tão perfeito, mas melhor do que nossos projetistas conseguem fazer à mão livre!):