Motores de elevado binário para robôs a partir de motores dos vidros dos carros

Olá a todos! Como referi na minha publicação anterior sobre como fazer Pequenos Encoders para Motores DC, há algum tempo atrás fui a uma sucata resgatar dois potentes motores com grande binário  dos sistemas de elevação dos vidros dos carros para usar num robô. Tive que levar as minhas próprias ferramentas e desmontar as portas de um Renault Laguna velho para conseguir tirar os motores e depois  consegui negociar com o vendedor para que o custo de ambos ficasse em 25€, preço que considero bastante aceitável para os motores que são e para o custo que têm, mesmo em segunda mão no ebay.

motor pronto a usar

Testei os motores, ligando-os a uma fonte de alimentação ATX velha nas linahs de 5V e de 12V e verifiquei que ambos funcionavam como desejado. O consumo de corrente era próximo de 2.5A quando alimentados a 5V e de cerca de 3.5A quando alimentados a 12V. O consumo era um pouco mais elevado do que esperava, mas não era nada que me impedisse de continuar com o projecto. Os motores têm uma engrenagem do tipo “sem fim”, que lhes dá um binário muito elevado e os impede de rodar quando qualquer força mecânica lhes é aplicada. Apenas rodam se houver corrente a circular pelos enrolamentos dos motores. Estes motores têm uma coisa incomum: o eixo não roda.

primeira peça de plástico para montar no motor

A única coisa que roda é a peça de plástico com três dentes que está à volta do eixo. Os três dentes encaixam numa peça de borracha preta que tem 6 reentrâncias. Tive de fazer uma peça de plástico que encaixasse nas três reentrâncias restantes. Usei a minha Dremel e um bocado de plástico Arnite para fazê-la.

Depois ainda verifiquei que o eixo não era suficientemente longo para suportar as rodas que queria usar, que eram duas rodas de 100mm de patins em linha. Outra coisa que tinha de fazer era arranjar maneira de manter as rodas no sítio. Tornou-se, então, necessário modificar o motor e pensei numa maneira de aumentar o eixo utilizando um pedaço de varão roscado de 8mm onde podia também por uma porca para segurar a roda no sítio.

varão roscado lixado nos topos

A primeira coisa que tive de fazer depois de cortar o pedaço de varão roscado com o tamanho que achei apropriado foi furá-lo através do seu centro com uma broca de 3mm. Contudo, o furo tinha de estar perfeitamente alinhado, de maneira que o pedaço de varão roscado ficasse perfeitamente alinhado com o eixo do motor. Para fazê-lo, usei o meu berbequim de bancada e um pequeno truque. 🙂 O truque é primeiro colocar a broca ao contrário na bucha do berbequim:

broca de cabeça para baixo no engenho de coluna

Depois, apertar a bucha e baixá-la até que se consiga agarrá-la com o torno do berbequim de bancada:

usar o torno para manter a broca no sítio

De seguida, libertar a broca da bucha e colocar o pedaço de varão roscado na bucha do berbequim:

libertar a broca e prender o varão roscado na bucha

Utilizando este truque, a broca irá ficar fixa e perfeitamente alinhada verticalmente com o centro da bucha e o pedaço de varão roscado irá rodar sobre a ponta da broca: 🙂

baixar o berbequim sobre o centro do varão roscado

Após furar o pedaço de varão roscado através do seu centro, coloquei a roda no eixo e usei o mesmo como guia para fazer um furo no centro do eixo do motor com uma broca de 2.5mm:

usar o pedaço de varão roscado como guia para perfurar o centro do eixo do motor

Depois, usei um conjunto de “machos” de 3mm para abrir uma rosca no interior do furo do eixo do motor:

usar primeiro a rosca mais fina para fazer a rosca no furo

E, por fim, usei um parafuso M3 para fixar o pedaço de varão roscado no eixo do motor:

motor com varão roscado preso com um parafuso M3

Uma vez que o varão roscado de 8mm tem um diâmetro ligeiramente inferior a 8mm e eu queria que o rolamento que fica no interior da roda ficasse com um melhor apoio, usei cola de epoxy para adicionar mais alguma espessura. Antes de aplicar a cola, tapei a ponta do varão roscado com fita cola preta para que mais tarde pudesse por uma porca:

deixar secar a cola de epoxy após aplicação

Depois de a cola secar, usei uma lixa para desbastá-la até que o eixo ficasse com o diâmetro pretendido:

lixar a cola de epoxy até ao diâmetro pretendido

Depois deste processo todo, ainda tive de fazer mais uma peça de plástico de Arnite para fixar na roda. Mais uma vez, usei a Dremel e fiz uma peça de plástico que encaixasse dentro da roda e colei-a também com cola de epoxy.

usar cola de epoxy para colar as duas peças de plásticosegunda peça de plástico colada à roda

Depois de colada à roda, a peça foi colada à primeira peça de plástico com a mesma cola. No meio das duas peças, coloquei uma folha de plástico transparente com uma roda de “encoder” impressa na mesma:

duas peças de plástico, encoder e roda colados

Depois só tive de usar cola quente para fixar os pequenos encoders que referi na publicação anterior ao motor, colocar a roda no sítio e por uma porca para a manter no lugar. 🙂

encoder e sensor fixos nos seus lugares

E foi isto! Depois de todo este trabalho finalmente tinha o conjunto de roda + motor pronto para montar num robô 🙂 . A coisa mais engraçada depois de todo este trabalho é que, apesar de ter funcionado como desejava, acabei por escolher usar umas outras rodas maiores e tive de refazer tudo de uma forma diferente que irei descrever noutra publicação um dia mais tarde. De qualquer das formas, se tiverem motores destes por aí, este método que descrevi funciona bastante bem 🙂 . Abaixo podem ver mais fotos do processo completo:

motor_ready.jpgback_of_motor.jpgtwo_plastic_pieces_to_make_movement_transmission.jpgsecond_plastic_piece_on_wheel.jpgfirst_plastic_piece_and_motor.jpgfitting_plastic_piece_into_motor.jpgthreaded_rod_sanded_on_tops.jpginverted_drill_inserted_in_bench_drill.jpgholding_the_drill_in_place_using_vise.jpgraising_bench_drill.jpgplacing_threaded_rod_in_bench_drill.jpgdrilling_the_center_of_threaded_rod.jpglowerinig_threaded_rod_onto_drill_bit.jpgrepeat_process_for_other_motor.jpgcenter_of_motors_axle_drilled.jpgdrilling_motors_axle.jpgusing_drilled_rod_as_guide.jpgtapping_motors_axle.jpgtapping_thinest_tap_first.jpgmotor_with_first_plastic_piece_2.jpgepoxy_glue.jpgput_epoxy_glue_align_threaded_rod_motors_axle.jpgletting_epoxy_glue_to_dry.jpgdry_epoxy_glue.jpgsanded_epoxy_glue.jpgattaching_threaded_rod_to_motors_axle.jpgmotor_with_first_plastic_piece.jpgwheel_with_second_plastic_piece.jpgcenter_wheel_washer.jpgencoder_wheel.jpgboth_plastic_pieces_and_encoder_on_wheel.jpgencoderwheel_over_second_piece_of_plastic.jpgencoder_and_encoder_wheel_in_place.jpgencoders_in_place_hot_glue.jpg

Por agora é tudo. Espero que tenha detalhes suficientes para que possam replicar o processo nos vossos próprios projectos 🙂

Até à próxima! 🙂

Actualização (10/05/2013): Esta publicação está agora também disponível no site Instructables.com. Vejam aqui.
Actualização (16/05/2013): Este projecto foi destacado no Hackaday! 🙂 Vejam aqui.


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