Desenvolvimento conceitual de um veículo autônomo elétrico para uso em unidades agrícolas de escala familiar
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2022-02-22Metadatos
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As propriedades rurais familiares no Brasil se caracterizam por serem pequenas
unidades agrícolas responsáveis pela segurança alimentar da população nas
regiões próximas a sua localização, e ainda, possibilitarem a geração de renda
para incentivar a fixação do homem no campo. No entanto, a ausência de
implementos e máquinas ergonomicamente adequados, além de causar baixa
produtividade no desempenho das atividades agrícolas, afeta diretamente o
bem-estar do agricultor, sendo um dos motivos principais pelos quais as
pessoas, especialmente os jovens, procuram melhores oportunidades nos
grandes centros industriais, evitando o rigor e a dureza do trabalho no campo.
Em vista disso, desenvolveu-se o projeto conceitual de um veículo autônomo
com propulsão por energia elétrica para utilização em unidades agrícolas
familiares com o objetivo de pesquisar, gerar, avaliar e selecionar soluções de
engenharia que atendam às necessidades dos clientes envolvidos no ciclo de
vida do produto. A metodologia de desenvolvimento de produtos aplicada,
permitiu a realização do projeto em duas fases, informacional e conceitual. Na
fase informacional, foram listadas 26 necessidades de clientes obtidas junto aos
agricultores familiares da região, professores, técnicos e pesquisadores.
Posteriormente, as necessidades foram analisadas, desdobradas e
hierarquizadas em requisitos de projeto através da aplicação do diagrama de
Mudge e a Casa da Qualidade. Como resultado parcial, se estabeleceram 22
especificações com seus valores alvo. Na fase conceitual, se desenvolveu uma
estrutura funcional com a finalidade de se contar com um sistema para o
deslocamento e posicionamento autônomo do veículo no campo, sendo
conformada por quatro subfunções: fonte de energia, sistema de controle e
orientação, módulo de tração e módulo de direção. A escolha e o desenho dos
princípios de solução que conformam as subfunções foram baseadas em
patentes e máquinas desenvolvidas por empresas e universidades,
especialmente na Europa. Finalmente, se criaram dois princípios de solução
totais em conjunto com três concepções de veículos projetados em Solidworks.
Como resultado, foi selecionada a concepção número um, a qual apresenta um
sistema de tração e direção elétrico independente para cada roda, receptor GPS
e sensores ultrassônicos embarcados para seu posicionamento, carregamento
on-grid e auxiliar por painel solar e um desenho estrutural de baixo custo, leve e
regulável para sua adaptabilidade a diferentes tipos de layouts de culturas. O
trabalho apresentado, devido ao seu caráter multidisciplinar, oferece
oportunidades para o desenvolvimento de pesquisas associadas aos
subsistemas do veículo, possibilitando futuramente melhorias na concepção
proposta inicialmente.