Fabricação
A construção do protótipo foi uma etapa essencial para validar na prática o dimensionamento e as soluções propostas. O processo teve início com a fabricação das peças principais, seguidas da adaptação da cadeira de rodas para a instalação dos novos componentes. Esse protótipo permitiu verificar não apenas a viabilidade do sistema, mas também eventuais ajustes necessários para garantir sua funcionalidade.
Funcionalidade da rodinha anti-tombamento
Para garantir a estabilidade da cadeira de rodas e evitar tombamentos, foi desenvolvido um dispositivo antitombo composto por uma haste de fixação e uma roda de apoio. Um dos principais componentes desse mecanismo é a haste, responsável por conectar a rodinha à estrutura da cadeira. Inicialmente, a haste foi projetada para ser fabricada em um material mais resistente, garantindo maior durabilidade e segurança. No entanto, para reduzir custos na fase de validação do conceito, optamos por utilizar um tubo de alumínio já disponível, o que facilitou a fabricação e permitiu ajustes práticos no posicionamento da rodinha. A roda, por sua vez, foi adquirida comercialmente, com capacidade de suportar até 60 kg cada, garantindo um desempenho adequado na distribuição da carga e na prevenção do tombamento antes da produção definitiva do sistema.
A roda do dispositivo antitombo foi fixada à haste por meio de um parafuso, arruela e porca, conforme mostrado na figura abaixo. A fixação foi projetada de modo a impedir a rotação da roda, garantindo que ela permaneça estática durante o uso. Além disso, para atender às exigências geométricas do projeto, a haste foi curvada com o auxílio de uma ferramenta de dobra de tubos disponível no laboratório de Técnicas de Fabricação, permitindo um melhor posicionamento do dispositivo na cadeira de rodas.
Durante o processo de montagem do dispositivo antitombo, percebeu-se que o diâmetro externo do tubo de alumínio utilizado para a haste era significativamente menor do que o diâmetro interno da parte onde a haste deveria ser fixada na cadeira de rodas. Essa diferença gerava uma folga excessiva, comprometendo a estabilidade da fixação. Para solucionar esse problema, foi projetada e fabricada uma peça em 3D que atua como uma luva, preenchendo o espaço entre os tubos e garantindo um encaixe firme e seguro, como mostrado na figura abaixo.
Por fim, todo o sistema foi acoplado à cadeira de rodas e ao inclinar a cadeira, foi possível confirmar que a rodinha de apoio entra em contato com o solo conforme o ângulo crítico de tombamento é atingido. Esse resultado valida o conceito do dispositivo, garantindo que ele cumpra sua função de prevenir quedas sem interferir na mobilidade normal da cadeira.
Funcionalidade do apoio de cabeça
O apoio de cabeça foi desenvolvido em três peças principais: o suporte fixado a cadeira, o tubo principal e o tubo secundário.
Suporte
Foram projetados e fabricados dois suportes utilizando tubos de metalon com seção transversal quadrada de 20mm x 20mm, soldados em formato de "U" e fixados à estrutura da cadeira. No interior de cada suporte, foram adicionadas seções de tubo cilíndrico, soldadas para permitir a instalação posterior do tubo principal. Para garantir um ajuste preciso e seguro da altura conforme a necessidade do usuário, foi instalada uma trava do tipo pino-mola na parte externa da cadeira.
Tubo principal
O tubo principal, responsável pela regulagem da altura desejada, foi fabricado a partir de um tubo de alumínio com seção transversal circular. Para viabilizar a instalação do tubo secundário, uma pequena seção de um tubo de diâmetro maior foi soldada à sua estrutura, acompanhada de uma trava do tipo pino-mola para garantir estabilidade e segurança no ajuste. Após a montagem, o tubo foi perfurado em alturas pré-determinadas e finalizado com pintura.
Tubo secundário
O tubo secundário, utilizado para regulagem da distância escolhida para o apoio, foi fabricado a partir do mesmo tubo de alumínio com seção transversal circular utilizado no tubo principal. Na extremidade do tubo, foi desenvolvida uma estrutura para instalação do estofado do apoio. Após, o tubo foi perfurado em alturas pré-determinadas e finalizado com pintura.
Montagem
Com a fabricação de cada componente concluída, a montagem do apoio de cabeça pôde ser realizada.
Funcionalidade do apoio de pernas
Um dos principais componentes do mecanismo é a trava, originalmente projetada para ser fabricada em aço carbono, devido à sua resistência mecânica. No entanto, para evitar custos elevados com corte e usinagem antes da validação do conceito, optamos por confeccionar a peça em alumínio. Esse material facilitou a fabricação e possibilitou uma análise prática do encaixe dos dentes da trava nos pinos, garantindo que o princípio de funcionamento fosse testado antes da produção definitiva.
Durante os testes, verificamos que o encaixe entre os dentes da trava e os pinos funcionava corretamente, validando o mecanismo de travamento. No entanto, enfrentamos desafios relacionados ao posicionamento dos pinos, pois a cadeira de rodas utilizada no projeto já possuía elementos pré-existentes, como soldas, junções estruturais e componentes eletrônicos, que interferiram na posição inicialmente planejada.
Diante dessa limitação, foi necessário reposicionar os pinos e recalcular as distâncias entre os dentes da trava, garantindo que o mecanismo mantivesse sua funcionalidade sem comprometer a estrutura da cadeira, os quais estão detalhados no capítulo de Dimensionamento Estrutural.
Além disso, identificamos um segundo ajuste necessário: a limitação do comprimento do apoio de pernas. Embora fosse possível projetá-lo com um comprimento maior quando inclinado, percebemos que, ao retornar à posição original, a peça entraria em contato com o chão, prejudicando seu funcionamento e a mobilidade da cadeira. Para solucionar esse problema, ajustamos o comprimento do apoio de pernas para o maior valor possível, garantindo a livre movimentação em todas as posições sem obstruções.
Após essas adaptações, o mecanismo foi validado com sucesso, assegurando que todas as alterações implementadas resultassem em um sistema funcional, seguro e compatível com a estrutura da cadeira de rodas. Essas readequações foram fundamentais para garantir a viabilidade do projeto e minimizar a necessidade de novas modificações na fabricação final.
Tabela de versionamento
| Versão | Data | Descrição | Responsável |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 29/01/2025 | Funcionalidade do apoio de pernas | Ana Carolina Carvalho |
| 1.1 | 07/02/2025 | Funcionalidade do apoio de pernas | Ana Carolina Carvalho |
| 2.0 | 18/02/2025 | Dispositivo antitombo | Júlia Laryssa Messias |
| 3.0 | 19/02/2025 | Apoio de cabeça | Maria Eduarda Lourenção |