Como fazer um movimento linear?

O grande problema dos movimentos lineares é o fato de que a maioria dos motores comuns fazem movimentos rotatórios. Porém, como já dito anteriormente, existem diversas formas para se fazer um movimento linear. Para quem está querendo começar a entender sobre esses mecanismos, recomendamos o livro “Make Things Move”. Pesquisamos sobre várias formas diferentes, principalmente em projetos que utilizam tecnologia semelhante ao Tangima.  Eis um resultado simplificado desta pesquisa:

porca

Parafuso e porca

Prende-se uma porca a um parafuso ou a uma barra semelhante a um parafuso. O motor faz o parafuso girar. Conforme o parafuso gira, a porca vai mudar de posição. A direção que a porca se movimentará dependerá da direção de giro do motor.

Neste mecanismo, o tamanho de cada pino seria bem reduzido. Talvez, de todos os sistemas que pesquisamos, este seria o que conseguiríamos construir cada pino do menor tamanho possível.
Porém, o problema desta forma é que o motor precisa dar várias voltas e girar bem rápido para que a porca se movimente em uma velocidade aceitável.

Este mecanismo foi o primeiro mecanismo que idealizamos para o funcionamento deste projeto. Porém, após nossas pesquisas descobrimos que encontrar a rosca e o parafuso do tamanho que precisaríamos, no mercado, é um desafio, uma vez que são componentes industriais geralmente fabricados sob medida e vendidos somente em atacado. Construí-los manualmente também é um pouco complicado, pois exige extrema precisão. Precisão esta que, com os equipamentos que temos acesso no nosso campus, aumentaria muito os nossos riscos de não conseguirmos construir, ou tomaria muito tempo para obter algo com a qualidade que buscamos, isso sem falar no desgaste do material, que ao longo do tempo poderia “travar” o movimento da porca.

Além disso, esse sistema exigiria um motor de extrema precisão e boa velocidade. Este motor tornaria inviável o custo do projeto, pois precisaríamos de um shield para controlá-los.

solenoid

Pistão / Solenóide

São motores, alguns pneumáticos (ar comprimido), outros hidráulicos, que realizam movimentos lineares. São excelentes opções em termos de precisão, velocidade e acabamento, porém, são sistemas muito caros, difíceis de serem controlados por arduíno e que exigem uma fonte de energia potente.

O Projeto Hyposurface utiliza pistãos pneumáticos em seu funcionamento.

alavanca

Alavanca

Esse método consiste em utilizar uma alavanca para levantar ou abaixar os pinos. Um motor gira a alavanca 180 graus e a posição da alavanca empurra o pino para frente ou para trás.
É um sistema muito simples e fácil de usar, podendo-se utilizar servos, os motores mais leves, disponiveis no mercado, baratos e fáceis de controlar. Porém, perde na precisão, na durabilidade, no ruído e na velocidade dos pinos.

Esse método foi empregado no projeto FEELEX, como pode ser visto neste artigo.

Outro projeto que utilizou este metodo foi o Underwater, como pode ser visto a partir do 0:50 deste vídeo.

molinete

Molinete

Mecanismo muito utilizado em elevadores feitos com arduino e Motorized Sliders (deslizadores motorizados) para câmeras.

Fixa-se a extremidade de uma linha no objeto que se quer movimentar e enrola-se a outra extremidade da linha em um molinete. Prende-se um motor no molinete. Conforme o motor gira, dependendo da direção, o molinete recolhe ou solta a linha. O peso da gravidade (ou outro peso qualquer) faz com que o objeto se movimente.

Foi utilizado neste projeto: e neste. Este é um mecanismo simples. Pode-se usar diversos tipos de motores, é fácil de controlá-lo com o Arduíno, além de permitir construir pinos de tamanho reduzido.

polia correia

Polias e Correas 

O mesmo princípio empregado em esteiras. Tem-se duas polias dentadas por onde passa-se uma correia dentada circular. Prende-se o objeto que deseja-se movimentar à correia e prende-se o motor a uma das polias. Conforme o motor gira, a polia faz a correia andar linearmente, movendo o objeto de acordo com a direção do motor.

Este é o método mais utilizado por displays volumétricos, como pode-se ver em projetos como o Relief, o Recompose e o Hypermatrix. No caso do Relief e do Recompose, os criadores utilizaram um “motorized fader”, uma esteira de aproximadamente 10 cm de comprimento, motorizada por um pequeno motor DC. Esta peça compõe algumas mesas de som para DJs e é vendida separadamente neste link.

mola

Molas

Consiste em utilizar um motor relaxar ou contrair uma mola. A posição da mola faz o objeto se mexer linearmente.

Este mecanismo foi utilizado no projeto Lumen.

Não exploramos muito esta opção pela dificuldade de encontrarmos as molas adequadas no mercado, além de ser um mecanismo que deixaria os pinos “bambos” e suas posições imprecisas. Para aumentar a precisão dos pinos, precisaríamos de molas mais resistentes, e consequentemente, de motores mais potentes, o que inviabilizaria o custo do projeto.

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