Sistema de construção mecânica

Em 2012, a ENGINO® já havia começado a investir pesadamente em mais pesquisas para desenvolver nossa terceira geração de brinquedos de construção. Eles são chamados nos círculos acadêmicos de STEM de Robotized Construction Kits. Esses kits avançados exigem mecanismos de alta precisão e construções mais robustas que possam permanecer montados e funcionando mesmo após uso intenso, como em competições de robótica.

A filosofia da ENGINO® prioriza a facilidade de brincar, a criatividade e a pedagogia, em vez da modelagem técnica. Mas, à medida que mais e mais controladores eletrônicos e sensores foram sendo adicionados aos robôs ENGINO®, a necessidade de um sistema especializado tornou-se evidente em 2017. Foi então que um projeto de pesquisa começou a projetar, prototipar, testar e colocar em produção um novo sistema técnico que ainda estivesse de acordo com nossos valores pedagógicos.

Nosso novo Sistema Mecânico, lançado e patenteado no início de 2021, consiste em uma biblioteca de componentes que funcionam em conjunto com as peças do ClassicENGINO®, preservando ao máximo os atributos de criatividade e reconfigurabilidade do sistema original. Alunos a partir de 9 anos de idade podem se envolver ativamente na criação de modelos avançados e se aprofundar nos segredos da ciência e da tecnologia. À medida que crescem, eles podem usar componentes mais especializados para desenvolver mecanismos elaborados que simulam máquinas e robôs da vida real. A biblioteca Mechanics inclui cerca de 100 componentes diferentes, inclusive novas rodas e eixos, vigas e conectores e algumas tecnologias de travamento impressionantes, todas compatíveis com as peças do ENGINO® Classic!

Conexão das vigas

Os feixes podem se conectar adjacentemente uns aos outros, como tijolos, usando nossos eixos de encaixe especialmente projetados, mas também podem ser conectados linearmente em vários ângulos usando nossos novos conectores de feixe patenteados! Uma das maiores inovações do sistema ENGINO® Mechanics é como as vigas podem se conectar facilmente ao sistema Classic usando os adaptadores de eixo especiais. 

Conectando as rodas

Esses adaptadores de eixo, além de conectar peças clássicas à mecânica, são mais bem utilizados para prender facilmente nossas novas rodas e engrenagens de baixo atrito aos modelos. Com modelos maiores, é possível que as rodas se quebrem devido ao seu maior peso. Para resolver esse problema, um componente especial foi projetado para ser um híbrido entre as hastes ENGINO® Classic e as vigas Mechanics. Essa peça permite uma conexão totalmente segura para que as rodas ou engrenagens possam permanecer presas aos modelos. Há várias peças que combinam essas mesmas geometrias, oferecendo uma ampla gama de opções aos jovens construtores para criar modelos mecânicos e robotizados mais funcionais. 

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Conexão dos eixos

O novo sistema Mechanics conta com eixos para conectar as diversas peças técnicas. Há vários tamanhos de eixos, cada um deles atendendo a uma finalidade específica e a uma aplicação de engenharia. Para esse fim, desenvolvemos uma linha de conectores de eixo que permite que os eixos se encaixem. Esses conectores têm vários tamanhos e unirão os eixos linearmente, estendendo-os até o comprimento necessário. Há até mesmo uma peça especial para conectar um eixo verticalmente em vigas!

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Em muitos casos, é necessário alterar a direção do movimento em um ângulo arbitrário. A transferência de potência em um ângulo é bastante desafiadora, mas os engenheiros realmente descobriram isso ao inventar a junta universal séculos atrás. O novo Mechanics System inclui até mesmo as peças especializadas para modelar essa junta! Há um recurso de design exclusivo em todos esses eixos, que é a ponta com fenda. A ponta foi projetada com esse formato patenteado para duas finalidades. A mais óbvia é o encaixe quando um eixo é inserido nos orifícios receptivos de vigas, engrenagens e rodas. A ranhura permite a deflexão das pontas e possibilita um clique suave e repetível. 

Bloqueio das conexões

A segunda finalidade da ponta com fenda nos eixos é o que a torna uma ferramenta multiuso! Um "pino de trava" pode ser inserido dentro da ranhura e, uma vez encaixado, pode segurar uma peça com segurança na outra, como um fixador. Ao tentar separar as peças, o "pino de trava" se enrosca dentro da ranhura, restringe a deflexão do eixo e força as peças a permanecerem conectadas. Mas, assim como esse pino é facilmente inserido, ele também é facilmente removido! Basta puxar o pino primeiro, usando os dedos ou a inovadora ferramenta de extração, para que as peças sejam destravadas e liberadas.

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Ligando os modelos

A capacidade de animar modelos usando motores é o primeiro passo antes de introduzir a robótica. Os novos motores ENGINO® são projetados com um eixo removível de encaixe rápido para que possa ser substituído facilmente quando estiver sobrecarregado. A caixa de engrenagens de alto desempenho dentro da carcaça atinge um alto torque e alimenta duas saídas como opção, uma rápida e outra mais lenta, oferecendo uma opção de duas velocidades ao usuário. Há duas versões do motor, uma com compartimento de bateria embutido e outra com um cabo robótico. Ainda assim, vivendo no novo mundo das energias renováveis, não poderíamos ter deixado de lado a possibilidade de alimentar o motor somente com energia solar! O painel solar do ENGINO® tem uma superfície grande para produzir tensão suficiente quando colocado sob a luz direta do sol, para alimentar até mesmo modelos grandes, como a roda-gigante! 

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Trabalhando com engrenagens

O novo sistema mecânico do ENGINO® inclui uma série de engrenagens de alta recessão que proporcionam um movimento suave e transmitem energia de uma manivela manual ou do motor para outra posição, alterando a velocidade e o torque com base na vantagem mecânica das máquinas simples. Há três tamanhos de engrenagens de dentes retos, um acionamento modular de rosca sem-fim que pode ser empilhado para obter roscas sem-fim mais longas, uma engrenagem de cremalheira para converter o movimento rotacional em linear e um conjunto de engrenagens cônicas para alterar a direção do movimento em 90 graus. O cubo do eixo central das engrenagens se conecta com um encaixe rápido aos vários eixos do sistema e é mantido seguro no lugar com o uso do pino de travamento patenteado, garantindo que as engrenagens permaneçam no lugar mesmo quando submetidas a cargas mais altas!

Trabalho com polias

Nas máquinas modernas, as engrenagens são usadas com mais frequência devido ao seu tamanho compacto e à sua eficiência. No entanto, outra máquina simples, a polia, tem sido usada desde a antiguidade e ainda tem suas aplicações! Os alunos mais jovens entendem a vantagem mecânica mais facilmente quando usam polias, e o sistema Mechanics da ENGINO® tem três tamanhos de polias que podem ser usadas de forma intercambiável para realizar vários experimentos e configurações de máquinas. 

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Trabalhando com cames e manivelas

Para converter o movimento circular em recíproco, como no motor de um carro, é necessário o uso de cames. Os alunos podem aprender lições valiosas com a implantação de cames em seus modelos e entender como os cames não só mudam o tipo de movimento, mas também podem atuar como temporizadores. A ENGINO® tem dois tipos de cames para fins didáticos: o tradicional came em forma de ovo e o came em caracol.

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Trabalho com alavancas e conexões

As novas vigas do sistema Mechanics têm metade da largura das hastes ENGINO® clássicas, o que as torna mais resistentes e robustas, ideais para criar alavancas e ligações e ampliar o movimento. Elas podem ser combinadas com as hastes clássicas mais simples e acomodar complexidade variável de acordo com as capacidades do aluno.

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Fabricação de eixos

A transição de potência pode ser obtida com o uso de peças únicas de eixos ou eixos. Mas quando há necessidade de alcançar distâncias maiores, um único eixo não é suficiente. O sistema inclui conectores de eixo que podem estender um eixo para qualquer comprimento necessário, simplesmente unindo os eixos com uma ação segura de encaixe. Além dos conectores retos, o sistema ENGINO® possui juntas universais que são notáveis quando se tenta alterar o ângulo de transferência de potência!

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Fazendo com que os robôs girem facilmente

Quando os alunos criam modelos robóticos, geralmente são solicitados a programá-los para tarefas muito comuns, como seguir uma linha ou evitar obstáculos. Há vários métodos para fazer um carro robótico girar, mas um dos mais eficientes, que permite a rotação no mesmo ponto, é por meio do uso de uma roda central de rodízio de esferas. A esfera de metal é capturada entre duas asas de suporte e pode girar livremente com o mínimo de atrito. 

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