Os motores DC encontrados à disposição dos projetistas de Robótica e Mecatrônica são motores de alta rotação e pequeno torque, não servindo, portanto, para a maioria das aplicações.
Se acoplarmos uma "roda propulsora" diretamente ao eixo de um motor DC comum para movimentar um robô, teremos duas possibilidades desagradáveis: ou o robô "dispara" em alta velocidade, se ele for suficientemente leve, ou então o motor não tem força para movimentá-lo e ele não consegue sair do lugar.
Para podermos empregar um motor DC comum numa aplicação de Robótica ou Mecatrônica é preciso reduzir sua velocidade e, ao mesmo tempo, aumentar seu torque. Isso é feito acoplando-se ao motor algum sistema mecânico que possa realizar essas operações.
O sistema mais simples consiste de uma correia semelhante à ilustrada na figura 1.
A relação entre o diâmetro do eixo do motor e o diâmetro da roda maior que vai propulsionar ou realizar o movimento, nos dará a proporção em que a velocidade é reduzida e o torque é aumentado.
Por exemplo, se acoplarmos um motor de 3000 rpm a uma roda propulsora com diâmetro 30 vezes maior, ela "rodará" a 100 rpm e fará uma força 30 vezes maior do que a obtida diretamente pelo eixo.
Um motor que não movimente mais do que 20 gramas diretamente pelo eixo, poderá movimentar um robô de 600 gramas.
Outra forma é por meio de engrenagens, observe a figura 2.
A relação entre os tamanhos e o número de dentes das engrenagens nos dá a taxa de redução da velocidade e também de aumenta da força obtida.
Se acoplarmos ao motor uma engrenagem com 10 dentes e a esta engrenagem uma maior com 50 dentes, teremos uma taxa de redução de 1:5.
Poderemos obter uma taxa ainda maior, acoplando sucessivamente outras engrenagens conforme ilustra a figura 3.
Nesta figura mostramos como temos uma taxa de 1:10 e depois uma de 1:30 obtendo-se assim uma taxa final de redução de 1 para 300!
É claro que o aumento do torque e a redução da velocidade nestas taxas são teóricas, pois precisamos considerar uma pequena perda que ocorre pelo atrito das partes mecânicas.
Na prática, é possível obter motores que já disponham de caixas de redução ou então as próprias caixas que podem ser acopladas aos motores.
Na figura 4 temos o exemplo de uma caixa de redução que foi projetada especialmente para aplicações em Robótica.
Esta caixa já vem com um motor de corrente contínua. Com este motor, a rotação do eixo principal após a redução será da ordem de 120 a 500 rpm ou menor, dependendo da carga.
Ver também:
• Motores de corrente contínua (720)
• Motor de passo (612)
• Motores elétricos (644)
• Mecatrônica (714)
• Motores DC (características) (756)
• Torque (921)
