Projeto de braço de elevação de carga para um veículo florestal elétrico

Abstract

De forma a diminuir ocorrência e propagação de incêndios florestais são utilizadas máquinas que realizam a limpeza de matéria vegetal inflamável, como escavadoras e destroçadoras. No entanto, o requerimento de profissionais qualificados para operar estes equipamentos, para além de limitar a disponibilidade de operação, sujeita os profissionais a diversos perigos associados às condições de trabalho.A empresa Bold Robotics Lda., em conjunto com a empresa Jacinto Marques de Oliveira, Sucessores, Lda. e a Universidade de Coimbra, iniciou o desenvolvimento de um veículo de limpeza florestal autónomo, denominado de E-Forest, capaz de ultrapassar as adversidades mencionadas.De modo a ser realizada a tarefa de limpeza, o veículo em estudo, prevê a alternância entre a utilização de diferentes ferramentas, conforme o trabalho a realizar.O presente trabalho teve como objetivo o projeto de um sistema de elevação de carga para o veículo florestal. Através deste sistema, o veículo terá a capacidade de executar a tarefa de limpeza através da escavação ou destruição de biomassa, possibilitando também, o manuseamento de carga à altura desejada.O projeto parte de uma análise de equipamentos semelhantes ao veículo em estudo e da definição das características a implementar no sistema em desenvolvimento.Após a fase de conceito, é feita a conceção da estrutura através de modelação 3D utilizando o software de desenho assistido por computador (CAD), Solidworks. Através deste software, é depois feita uma análise estrutural pelo Método de Elementos Finitos.Para além do projeto estrutural, é realizada a seleção dos componentes necessários ao correto funcionamento do sistema, nomeadamente acionamento de elevação e os pinos de rotação, a partir de catálogos de peças ou da consulta de fabricantes para conceção de sistemas ad-hoc para este projeto.

To reduce the occurrence and spread of forest fires, machines are used to clear flammable vegetation, such as excavators and shredders. However, the requirement for qualified professionals to operate this equipment not only limits their availability but also exposes them to various dangers associated with working conditions. The company Bold Robotics Lda., together with the company Jacinto Marques de Oliveira, Sucessores, Lda. and the University of Coimbra, has started developing an autonomous forest-clearing vehicle capable of overcoming the adversities mentioned above, called the E-Forest project.In order to carry out the cleaning task, the vehicle in question is intended to alternate between different tools, depending on the work to be done.This paper aimed to design a load-lifting system for a forestry vehicle. Through this system, the vehicle will be able to carry out the task of clearing by digging up or destroying biomass, while also making it possible to handle the load at the desired height.The project starts with an analysis of equipment similar to the vehicle under study and with the definition of the characteristics to implement in the system under development.After the concept phase, the structure is designed through 3D modeling using the computer-aided design (CAD) software, Solidworks. This software is then used to conduct a structural analysis using the Finite Element Method.In addition to the structural design, the components needed for the system to function correctly, namely the lifting drive and the rotation pins, are selected from parts catalogs or by consulting manufacturers to design ad-hoc systems for this project.