PROJETO, VALIDAÇÃO EXPERIMENTAL E IMPLEMENTAÇÃO DE UM ATUADOR ELÉTRICO LINEAR PARA AUTOMAÇÃO DE SISTEMAS DE TRANSMISSÃO EM VEÍCULOS DE COMPETIÇÃO

Descrição

O presente projeto tem como objetivo a validação, otimização e implementação de um sistema automatizado de troca de marchas aplicado ao câmbio de um protótipo de competição, utilizando atuadores elétricos e uma arquitetura eletrônica embarcada de controle inteligente. A proposta contempla todas as etapas do ciclo de desenvolvimento de engenharia, abrangendo concepção, modelagem, projeto mecânico e eletrônico, fabricação de componentes, montagem, integração dos sistemas, validação experimental e testes em condições reais de operação. A pesquisa busca desenvolver uma solução tecnológica de baixo custo, elevada confiabilidade e fácil replicabilidade, empregando recursos e infraestrutura disponíveis nos laboratórios da Universidade Federal da Paraíba (UFPB). O projeto está alinhado aos princípios de inovação, sustentabilidade e desenvolvimento tecnológico preconizados pela Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU), contribuindo para a formação de recursos humanos qualificados e para o avanço de tecnologias aplicadas à mobilidade inteligente. A primeira versão do sistema consistiu no desenvolvimento de um atuador elétrico rotativo baseado em um motor elétrico acoplado a uma redução planetária proveniente de uma parafusadeira sem fio, integrado a uma estrutura mecânica usinada em alumínio. Nesta nova etapa, será implementado um sistema de acionamento por atuador linear elétrico baseado em mecanismo de cremalheira e pinhão, proporcionando maior precisão, rapidez de resposta, robustez operacional e redução do espaço ocupado no veículo. Complementarmente, será desenvolvido um sistema eletromecânico para acionamento automatizado da embreagem, permitindo o desacoplamento sincronizado do conjunto motriz durante as trocas de marcha. O gerenciamento do sistema será realizado por uma central eletrônica embarcada baseada em microcontroladores, responsável pela coordenação inteligente dos processos de troca de marcha e acionamento da embreagem. O sistema contará com firmware dedicado, incorporando recursos de comunicação sem fio para monitoramento em tempo real, aquisição de dados, calibração remota, diagnósticos operacionais e atualização de parâmetros de funcionamento. Adicionalmente, será desenvolvida uma Interface Homem-Máquina (IHM) destinada a fornecer ao piloto informações operacionais e comandos de controle de forma intuitiva, segura e eficiente. Os resultados esperados incluem a redução significativa do tempo de troca de marchas, atingindo tempos de resposta na ordem de milissegundos, o aumento da confiabilidade do sistema de transmissão, a melhoria da ergonomia e da segurança do piloto, que poderá manter ambas as mãos no volante durante toda a operação do veículo, além da diminuição da fadiga em provas de longa duração. O desenvolvimento também contribuirá para a geração de conhecimento científico e tecnológico, fortalecendo as atividades de pesquisa, inovação e extensão universitária. O projeto originou o depósito de patente de invenção nº BR 10 2022 022106 5, evidenciando seu caráter inovador, potencial de transferência tecnológica e aplicabilidade em veículos de competição, sistemas automotivos automatizados e soluções avançadas para mobilidade inteligente.