Plano de Pesquisa Estrutural: Desenvolvimento do Micromouse
1. Introdução
Este documento descreve o plano de trabalho para o desenvolvimento da estrutura do protótipo Micromouse. O foco está na otimização da performance mecânica e na integração eficiente dos componentes eletrônicos ao chassi.
2. Estudo de Estabilidade e Centro de Gravidade (CG)
O objetivo deste tópico é garantir que o robô mantenha o equilíbrio dinâmico durante acelerações e frenagens bruscas nas células do labirinto.
- Pesquisa: Métodos de cálculo de centro de massa para sistemas com múltiplos componentes (Motores N20, bateria LiPo, chassi e eletrônica).
- Cálculos: Determinação das coordenadas \((x, y, z)\) do CG em relação ao eixo de rotação das rodas.
- Análise: Simulação da transferência de carga para definir a altura máxima permitida do chassi sem risco de capotamento.
3. Estudo de Tração Diferencial e Cinemática
Análise do modelo de movimento baseado na rotação independente das duas rodas ativas.
- Pesquisa: Modelos cinemáticos de robôs diferenciais.
- Cálculos: Relação entre a velocidade angular das rodas e o raio de curvatura. Cálculo da velocidade linear máxima com base no diâmetro das rodas.
- Análise: Impacto da largura de via na precisão de manobras de \(90^{\circ}\) e \(180^{\circ}\).
4. Estudo da Seleção de Materiais
Comparação técnica para otimizar a relação entre peso total e rigidez estrutural.
| Material | Vantagens | Desvantagens |
|---|---|---|
| Acrílico | Rigidez e facilidade de corte a laser | Fragilidade a impactos |
| PLA / PETG (3D) | Liberdade geométrica para suportes | Menor resistência térmica |
Tabela 1: Comparação de materiais para o chassi.
5. Estudo da Altura dos Sensores (Erro de Paralaxe e Campo de Visão)
Definição da geometria de visão para garantir leituras precisas das paredes.
- Pesquisa: Efeito de paralaxe em sensores de infravermelho e Time-of-Flight.
- Cálculos: Determinação do Field of View (FOV) útil e cálculo do ângulo de incidência em relação à distância da parede.
- Análise: Definição da altura ideal para evitar que o sensor detecte o chão ou ignore as paredes de 5 cm de altura.
6. Estudo da Gestão de Vibração e Ruído Mecânico
Minimização de interferências nos sensores e proteção do sistema eletrônico.
- Pesquisa: Fontes de vibração (motores N20 em alta rotação e irregularidades da pista).
- Cálculos: Frequência natural de vibração da estrutura proposta.
- Análise: Avaliação de métodos de amortecimento, como o uso de coxins de borracha ou juntas elásticas na fixação dos motores.