Dimensionamento de molas helicoidais de compressão para um “Snake Like Robot”

Abstract

Este trabalho propõe o dimensionamento de molas helicoidais de compressão no intuito de utilizá-las na movimentação de um “snake like robot”, cuja motivação veio da procura por inovações tecnológicas que possam suprir a demanda industrial e a constante busca por novas saídas para os problemas diários. A análise foi feita considerando o robô no sentido horizontal de atuação com um lado contendo o atuador manual considerado engastado e em sua outra extremidade, a qual está livre, encontra-se o efetuador no qual foi realizado uma análise em dois casos extremos, no primeiro caso as molas comprimem-se de forma igualitária sobre uma carga inicial de 4,9 N, para o segundo caso considerou-se que apenas um dos lados sofresse compressão, sendo estes os dois extremos de análise que permitem validar o estudo das molas. Os cálculos foram realizados através de um software que permitem a análise de caráter iterativo sendo esta baseada no diâmetro do fio de arame, tendo os outros resultados provenientes dessas iterações. Os resultados finais obtidos para os coeficientes de segurança tanto estático quanto dinâmico foram acima de dois, valor este considerado premissa para validar o projeto. Em relação a flambagem, para todos os casos, o mecanismo encontrou-se na zona estável em relação a curva crítica de estabilidade. Ao final deste estudo pode-se concluir e ter a noção das molas e materiais a serem adquiridos para a fabricação deste mecanismo articulado com dois graus de liberdade.

This work proposed the design of compression coil springs in order to use them in the movement of a “snake like robot”, whose motivation comes from the demand for technological innovations that can meet the industrial demand and the constant search for new outputs for the daily problems. The analysis was made considering the robot in the horizontal direction of operation with one side containing the hand actuator considered crimped and on its other end, which is free, is the effector in which an analysis was performed in two extreme cases, in the first one. If the springs compress equally on an initial load of 4.9 N, for the second case it was considered that only one side suffered compression, which are the two extremes of analysis that allow the study of the springs. The calculations were performed using software that allows iterative analysis based on the wire diameter, and the other results from these iterations. The final results obtained for both static and dynamic safety coefficients were above two, which is considered a premise to validate the project. Regarding buckling, in all cases the mechanism was in the stable zone in relation to the critical stability curve. At the end of this study we can conclude and have the notion of the springs and materials to be acquired for the manufacture of this articulated mechanism with two degrees of freedom.