\subsection{Rodas}

A primeira fase do desenho das rodas foi a selecção do seu diâmetro. Uma vez que se pretendiam utilizar correias de transmissão, foi necessário adaptar o diâmetro das rodas e distância entre eixos de forma a poder utilizar as correias disponíveis no mercado. O comprimento da correia a utilizar é igual ao perímetro das rodas mais duas vezes a distância entre eixos. Após estudar diversas alternativas, optou-se por utilizar rodas com 62mm de diâmetro com uma distância entre eixos de $105,6mm$, utilizando correias 160XL com $406,40mm$ de comprimento e $20mm$ de largura.

Como referido, um dos conceitos a estudar no projecto é a utilização de rodas deformáveis com a função de amortecimento e segurança passiva.  De forma a que as rodas assegurem a função de segurança passiva, é necessário que a sua deformação (excentricidade) para uma carga crítica ao eixo seja igual à altura ao solo. Isso faz com que uma sobrecarga sobre uma unidade leve ao apoio da estrutura no solo, aliviando a carga nos seus eixos. Desta forma, determinou-se que uma carga de 50N deveria provocar um deslocamento de 17mm do eixo da roda. Contudo, uma vez que as rodas têm a função de polias para a utilização de lagartas, estas têm de manter uma superfície exterior cilíndrica. Para além disso, as rodas têm ainda de permitir a ligação a um eixo, ou directa aos motores. A figura \ref{fig:rodas} (a) representa uma roda do protótipo.


\begin{figure}[hbtp]
\centering 
\mbox{
\subfigure[]{\epsfig{file=proposta/imagens/rodas_fotorealismo.eps,width=60mm}}
\quad
\subfigure[]{\epsfig{file=proposta/imagens/rodas_sim.eps,width=60mm}}
}
\centering 
\caption{Representação das rodas e sistema de tracção: Imagem fotorealística de uma jante com lagarta de tracção (a), Deslocamentos calculados pelo método dos elementos finitos mediante uma carga axial de 50N (b).}
\label{fig:rodas}
\end{figure}


De forma a conseguir o comportamento pretendido, as rodas foram divididas em três partes: aro, jante e centro. O aro tem a função de garantir a forma exterior cilíndrica da roda, permitindo a interacção com as correias. A jante tem a função de deformar, provocando uma excentricidade entre o aro e o eixo. O centro tem o objectivo de ligar a um eixo ou a um motor.

Para o aro das rodas, optou-se pelo uso da poliamida anteriormente referida, uma vez que é um componente sujeito a elevada fadiga causada pele contacto com o solo. Para além disso, esse material é fornecido em tubo, com dimensões aproximadas das pretendidas, minimizando o material removido e o tempo de maquinagem. O aro, para além de ser a parte  exterior rígida da roda, serve de guia às correias através de entalhes.

O centro é também rígido, existindo dois tipos diferentes. Para a ligação a um motor utiliza-se um disco em alumínio. Para a ligação a um eixo livre utiliza-se um rolamento. A ligação entre o centro e a jante, tal como entre a jante e o aro, é colada, sendo utilizado um epóxido para essa interface.

A jante é a componente flexível, sendo feito em silicone VTV 750 com endurecedor CAT 750 Este material tem uma rigidez de $4MPa$ permitindo deformação com cargas baixas. Para além disso, tem uma tensão de cedência de $6,5MPa$, correspondendo a uma deformação de 350\% à ruptura. Para além disso, é formado pela junção de dois líquidos, facilitando o fabrico de geometrias complexas em moldes. A densidade deste material é de $1,08g/cm^3$ e é caracterizado por um aspecto semi translúcido. 

O desenho da jante foi conseguido através de uma iteração de simulações numérica pelo método dos elementos finitos e re-desenhos. No entanto, dada a natureza do fabrico das jantes, seria impossível o uso de espessuras muito reduzidas. O desenho final, apresentado na figura \ref{fig:rodas} (a) foi o resultado final. O deslocamento do eixo é conseguido associando a extensão com a torção do material. A figura \ref{fig:rodas} (b) representa os resultados dos deslocamentos obtidos por analise de elementos finitos para a roda sujeita a uma carga axial de 50N. Pela analise dos resultado verifica-se que o centro da roda sofre um deslocamento de cerca de 15mm, sendo a deformação máxima da jante inferior a 75\%. Para além disso, a deformação máxima do aro é inferior a $0,5$\% em todos os pontos, pelo que se pode considerar que a sua forma não é alterada. No anexo \ref{ane:elementos} encontram-se resultados de alguns desenhos estudados antes da versão final.


