IV Congresso Nacional de Engenharia Mecnica 22 a 25 de Agosto 2006, Recife-PE

DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS MECATRNICOS PARA ESQUADRES ESPECIAIS DA POLCIA

Marcelo Becker Jnes Landre Jr. Wisley Falco Sales marcelo.becker@pucminas.br janes@pucminas.br wisley@pucminas.br Pontifcia Universidade Catlica de Minas Gerais PUC Minas Instituto Politcnico IPUC Av. Dom Jos Gaspar, 500 - 30535-610, Belo Horizonte, MG, Brasil Resumo. Este trabalho apresenta os resultados obtidos atravs da aplicao de metodologias e ferramentas de projeto junto a alunos do curso de engenharia mecatrnica na busca de produtos de baixo custo para esquadres especiais de polcia. Todos os projetos foram desenvolvidos num perodo de quatro meses com o auxlio e superviso de professores de diversas reas do conhecimento e foram empregadas ferramentas de projeto como Casa da Qualidade, Diagrama Fast, Quadro Morfolgico, CAD, FEM, etc. Os projetos foram desenvolvidos seguindo uma seqncia lgica de evoluo: projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado. Um exemplo dos produtos desenvolvidos apresentado: um rob mvel munido de um disruptor de gua para desmantelamento de bombas. Palavras-chave: Mecatrnica, Robtica, Metodologia de Projeto, QFD, Casa da Qualidade. 1. INTRODUO

Nas ltimas dcadas a populao brasileira vem observando um grande aumento na violncia urbana. Inicialmente esse fenmeno tornou-se mais evidente nos grandes centros, mas atualmente a violncia tem atingido tambm mdias e pequenas cidades antes consideradas pacatas e tranqilas. A imprensa tem dado grande destaque ao aumento na estatstica da violncia urbana que cobre desde os assim chamados pequenos delitos, como agresses verbais, at delitos mais graves como assassinatos, atentados a bomba, seqestros, etc. Nesse novo contexto, verifica-se com pesar que no Brasil os criminosos esto muitas vezes melhor aparelhados que as foras policiais que devem combat-los. As secretarias de segurana estaduais lutam para com verbas escassas melhorar as condies de trabalho das foras policiais.

Nesse cenrio torna-se evidente a necessidade dos estados adquirirem equipamentos de alta tecnologia que possam aumentar a eficincia e a segurana das foras policiais. possvel encontrar no exterior vrias empresas especializadas no projeto e fornecimento de sistemas e equipamentos especiais para foras policiais e foras armadas. Esses equipamentos vo desde extra-leves e resistentes coletes prova de balas, at sofisticados robs para desarme de bombas (Reihnmetall, 2006.). Lamentavelmente poucas empresas brasileiras atuam nesse mercado e quase a totalidade dos estados brasileiros no possuem verbas suficientes para aparelhar adequadamente suas foras policiais atravs da importao de equipamentos.

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Os projetos que so apresentados nesse trabalho so exemplos do resultado da parceria entre

estado e universidade em busca de solues de baixo custo que possam ser desenvolvidas com tecnologia nacional e produzidas localmente. Para tal, os autores propuseram para alunos do ltimo ano do curso de graduao em Engenharia Mecatrnica da PUC Minas que ao final de um perodo de quatro meses fossem apresentadas propostas de projetos que atendessem s necessidades de grupos especiais da polcia. Professores de diversas reas do conhecimento auxiliaram e supervisionaram os alunos e foram empregadas ferramentas de projeto como Casa da Qualidade - HoQ, Quadro Morfolgico (Zwicky, 1976), etc. Os projetos foram desenvolvidos seguindo uma seqncia lgica de evoluo para o processo de projeto do produto: projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado. nfase especial foi dada nas fases de projeto conceitual e preliminar. No projeto conceitual, foi feito um estudo da viabilidade do produto, em que foram definidos os principais parmetros funcionais dos produtos de acordo com os requisitos do cliente e os de engenharia (Quality Function Deployment QFD - Mizuno e Akao, 1994). Nessa fase foram determinados os fatores de competitividade do produto, definindo o seu campo de aplicao bem como suas limitaes. No projeto preliminar, foram definidos os materiais e as dimenses de todos elementos dos produtos. Os clculos permitiram aos alunos avaliar a grandeza de algumas variveis do projeto, servindo de base para a especificao de alguns componentes comerciais. Na ltima parte do projeto, no projeto detalhado, foram gerados os desenhos de fabricao e montagem dos produtos. Nessa etapa para cada componente do produto foi especificado um tipo de processo de fabricao, sendo todos os detalhes do produto definidos. Nos prximos itens feita uma breve descrio do processo de projeto de produto utilizado, bem como so apresentados o estudo de viabilidade e o projeto preliminar para um exemplo de aplicao: rob para desmantelamento de bombas. O ltimo item apresenta as concluses desse trabalho.

2. O PROCESSO DE PROJETO DE PRODUTO

O processo de projeto de produto , segundo Romano (2003), umas das trs macrofases do

processo de desenvolvimento de produto (Fig. 1). Este ltimo, por sua vez, pode ser entendido como a realizao de uma srie de tarefas desde a deteco de uma oportunidade de negcio, at o lanamento e acompanhamento de um novo produto no mercado.

Figura 1. Processo de Desenvolvimento de um Produto. Adaptado de Romano (2003). Na literatura possvel encontrar diversos modelos que sistematizam os passos que devem ser

seguidos por projetistas, bem como, ferramentas a serem empregadas. Como muitas universidades no Brasil, a metodologia empregada em nosso curso de engenharia baseia-se nos modelos de Back (1983), de Pahl e Beitz (1996), de Ogliari (1999) e de Cavalca e Dedini (2000).

2.1 Fases do Processo de Projeto

Basicamente o processo de projeto de produto dividido em 4 fases seqenciais: Projeto

Informacional, Projeto Conceitual, Projeto Preliminar e Projeto Detalhado (Fig. 2).

Processo de Desenvolvimento de Produto

Planejamento

Planejamento do Projeto

Processo de Projeto do Produto Implementao

Projeto Inforrnacional

Projeto Conceitual

Projeto Preliminar

Projeto Detalhado

Preparao da Produo

Lanamento Validao

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Figura 2. Fases do Processo de Projeto de um Produto. Adaptado de Ogliari (1999).

Como se pode observar na Fig. 2, todo o processo inicia-se e se baseia nas informaes do

mercado. Em geral essas informaes so qualitativas e devem ser transformadas em especificaes de projeto (informaes quantitativas) que estabelecem os principais problemas a serem resolvidos, bem como as restries que devem ser observadas. A este processo de transformao da informao qualitativa em informao quantitativa d-se o nome de Projeto Informacional. Ao final dessa fase, o projetista, ou grupo de projeto, tem em mos as especificaes de projeto. Nessa fase, como em todo o processo de desenvolvimento do projeto, o QDF e a HoQ podem ser largamente empregados.

A fase seguinte, Projeto Conceitual, utiliza as especificaes (requisitos) de projeto na busca de possveis solues que as atendam. O produto representado de forma funcional e avalia-se a viabilidade de execuo do projeto de acordo com aspectos tcnicos, funcionais e financeiros. Ao final dessa fase tem-se a concepo do produto, ou em muitos casos, a concepo de alternativas possveis para o produto que satisfazem os requisitos e que devem avaliadas nas fases seguintes para se obter a melhor alternativa. Ferramentas de projeto e, em especial, de criatividade como Brainstorming, 6.3.5, Quadro Morfolgico, gerao de prottipos funcionais, etc. so muito empregadas nessa fase.

Na fase de projeto preliminar a(s) soluo(es) obtida(s) na fase anterior so desenvolvida(s), dimensionada(s) e modelada(s) em detalhe. Dessa forma, caso haja mais de uma soluo possvel, pode-se compar-las e selecionar a melhor opo. Esse processo de seleo leva em conta tanto aspectos tecnolgicos, como infra-estrutura disponvel e fatores financeiros. Nessa fase de projeto so empregadas ferramentas computacionais como CAD, CAM e CAE, mtodos de otimizao e tambm gerao de prottipos mais elaborados que servem para comparao entre diferentes solues. Ao final dessa fase, tem-se o leiaute do produto que fornece ao projetista um arranjo geral dos elementos que definem o produto em suas principais dimenses e formas. Por ltimo, na fase de projeto detalhado todos os sistemas, subsistemas e componentes do produto so detalhados, descritos e os desenhos para montagem, fabricao, manuteno, etc. so elaborados. Em suma, toda a documentao do projeto elaborada para seguir para a fase de implementao do projeto.

2.2 Quality Function Deployment QFD e House of Quality - HoQ

O desdobramento da funo qualidade (QFD) um mtodo desenvolvido para traduzir as necessidades do cliente em especificaes de projeto. Deve-se ressaltar que muitas vezes o QFD associado casa da qualidade (HoQ), mas a principal distino entre ambos o fato de que a HoQ

Projeto Informacional

Projeto Conceitual

Projeto Preliminar

Projeto Detalhado

Informaes do Mercado

Especificaes de Projeto

Concepo do Produto

Leiaute do Produto

Documentao do Produto

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apenas de uma das matrizes utilizadas para a realizao do QFD. Portanto verifica-se que o QFD possui uma funo mais ampla e pode ser visto como um processo sistemtico que transforma os requisitos do cliente na linguagem tcnica necessria para todas as trs macrofases do processo de desenvolvimento de um produto. Este mtodo foi concebido e introduzido no Japo em 1966 por Yoji Akao, como uma resposta as alteraes que o mercado apresentava, p.e.: a diminuio do ciclo de vida dos produtos, o surgimento de inovaes tecnolgicas em tempos cada vez menores, o aumento da complexidade dos produtos, etc (Cavalca e Dedini, 2000 e IFM, 2006).

Por sua vez, a elaborao da HoQ visa o emprego de linguagem visual e de diagramas de engenharia e administrao para explicitar ao projetista, ou grupo de projeto, os requisitos do consumidor, comparaes com produtos semelhantes no mercado e as metas a serem cumpridas no desenvolvimento do produto. A Fig. 3 apresenta uma ilustrao esquemtica das etapas necessrias na construo da HoQ.

1 - Ouvir a Voz do Consumidor 2 - Determinar os Requisitos de Projeto 3 - Relacionar a Voz do Consumidor vs. Requisitos de Projeto 4 - A percepo do consumidor 5 - Avaliao dos competidores 6 - Correlao dos Requisitos de Projeto 7 - Planejamento 8 - Determinao das metas

Figura 3. Etapas da Elaborao da Casa da Qualidade (HoQ). Um breve tutorial sobre HoQ pode ser encontrado em: House of Quality (2006). Observa-se que

o consumidor revela-se elemento fundamental nas etapas 1 e 4, respectivamente, ouvir a voz do consumidor e a percepo do consumidor com relao ao produto em desenvolvimento e aos seus concorrentes diretos no mercado. Especial ateno deve ser dada para a etapa 6, geralmente chamada como o telhado da HoQ. A determinao da correlao dos requisitos de projeto permite ao projetista visualizar facilmente a relao entre parmetros de projeto dois a dois, considerando que os demais parmetros permanecem inalterados. Por exemplo, tem-se um veculo movido a bateria e, entre os seus diversos parmetros, tem-se seu peso e sua autonomia (tempo de uso at a prxima recarga da bateria). Analisando a correlao entre esses dois parmetros de projeto verifica-se que ao aumentar-se o peso do veculo, diminui-se a sua autonomia e para aumentar a sua autonomia (sem adicionar mais baterias), tem-se que reduzir seu peso. Logo esses parmetros possuem uma alta correlao negativa. O projetista tem sempre que verificar as relaes custo-benefcio de cada deciso que toma e, muitas vezes, pode ser necessrio recorrer a ferramentas de criatividade para propor solues alternativas que atendam s necessidades do projeto.

3. PROJETO DE EQUIPAMENTOS PARA A POLCIA (PROCEDIMENTO)

Como citado na introduo desse trabalho, os resultados obtidos foram fruto do trabalho em

grupo de professores, alunos do ltimo ano do curso de graduao em Engenharia Mecatrnica da PUC Minas (divididos em grupos de 5 alunos) e profissionais do G.A.T.E. MG, Grupo Especial da Polcia Militar de Minas Gerais, durante um perodo de quatro meses. Esses policiais atendem

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ocorrncias que vo desde situaes com refns (seqestros, assaltos, etc.), onde a negociao torna-se necessria, a ameaas de bombas. Reunies preliminares entre os professores e os policiais foram realizadas para que fossem determinadas as necessidades mais urgentes e para que os professores ficassem familiarizados com os procedimentos dos grupos especiais quando em ao. Nessa ocasio, decidiu-se focar duas situaes de extremo risco integridade fsica dos policiais: a negociao com a presena de refns e o desmantelamento de objetos suspeitos de serem bombas. No primeiro caso, o policial negociador fica geralmente desarmado e desprotegido (sem capacete e colete a prova de balas) frente a frente com o criminoso (este geralmente armado e tenso) que est com refns. No segundo caso, um policial vestido com uma armadura contra exploses que pesa 35 kg vai investigar um objeto suspeito de ser uma bomba. Aps investigar o objeto, se necessrio ele prossegue para seu desmantelamento. Embora seja muito comum no cinema, na vida real, bombas no so desarmadas, mas por medida de segurana, desmanteladas atravs de um jato dgua de alta presso. Como se pode observar, em ambos casos, qualquer erro no procedimento pode resultar em vtimas fatais.

A seguir, foi realizada uma reunio entre os alunos e os policiais para que a fase de projeto informacional pudesse ser iniciada. Nessa ocasio os policiais realizaram demonstraes e simulaes de ocorrncias e os alunos puderam question-los e agendar novas visitas e reunies de trabalho. Assim, pode-se levantar junto ao cliente os requisitos necessrios ao funcionamento do equipamento, de acordo com as caractersticas tpicas de operao (desmantelamento de bombas ou negociao). A partir dessas informaes, foi realizada uma anlise de como e em que grau de satisfao as funes do equipamento atendiam s necessidades do cliente, utilizando para isso a HoQ.

A fase seguinte foi a elaborao do projeto conceitual de alternativas de produtos com a utilizao de ferramentas de criatividade (Brainstorming, 6.3.5, Quadro Morfolgico, etc.). O projeto preliminar utilizou ferramentas de desenho e modelagem via computador (CAD, CAM, etc.) sendo que todos os grupos empregaram Modelagem por Elementos Finitos (FEM) para averiguar se as peas dimensionadas atravs de memorial de clculo suportariam os esforos estimados e quais seriam os deslocamentos ou deformaes estimadas para as peas durante a operao normal do equipamento. Nessa fase foi possvel otimizar os projetos levando-se em considerao requisitos de segurana e custo.

Na ltima fase de desenvolvimento do projeto os alunos elaboraram a documentao para o projeto detalhado, onde foi feita a seleo de cada processo de fabricao a ser empregado (justificando a escolha), o estudo de CAM, a elaborao de todos os desenhos de fabricao e montagem e a seleo dos itens comerciais (motores, rolamentos, parafusos, etc.). No final desse processo, cada grupo de alunos pode estimar o preo de mercado de cada produto desenvolvido, levando em considerao horas de engenharia, custos de fabricao, margem de lucro para a empresa, etc.

A apresentao dos projetos foi realizada no final do perodo letivo para uma banca de professores de diferentes reas da engenharia (mecnica e eltrica/eletrnica), alguns dos quais no haviam participado em nenhuma das fases de projeto, e policiais do G.A.T.E. MG.

Deve-se salientar que, a parte de eletrnica embarcada no foi includa no escopo do projeto apresentado na disciplina mas foi abordado pelos alunos em outras disciplinas do curso de Engenharia Mecatrnica. A seguir apresentado um exemplo de aplicao da metodologia de projeto, o desmantelamento de bombas.

4. EXEMPLO DE APLICAO: ROB PARA DESMANTELAMENTO DE BOMBAS

possvel encontrar no mercado internacional diversos robs que foram desenvolvidos para

auxiliar no desmantelamento de artefatos explosivos e bombas (Cyclops, 2004; Defender, 2004; MicroMDV, 2004; Rheinheinmetall, 2006; tEODor, 2004; Vanguard, 2004). Um relatrio encomendado pelo Instituto Nacional de Justia do governo norte-americano situa os preos desejveis para aquisi desse tipo de equipamento em uma faixa de US$ 20.000,00 a US$

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30.000,00 (TSWG, 2004). Infelizmente, em geral, os preos encontrados no mercado so superiores a esses valores, podendo atingir a faixa de US$ 150.000,00. Os altos custos tornam sua aquisio proibitiva para as foras policiais de muitos estados brasileiros.

O grau de sofisticao dos robs encontrados no mercado muito variado. Uns dos modelos mais simples o MicroMDV (2004) - Mobile Disruptor Vehicle - oriundo dos Estados Unidos (Fig. 4-a). Este modelo carrega um disruptor de menor porte dotado de um grau de liberdade, que pode ser posicionado em uma faixa de 30o.

O Vanguard (2004), oriundo do Canad, um modelo mais complexo, que conta com um brao articulado com trs graus de liberdade, em adio a uma garra para manipulao de objetos (Fig. 4-b). Este modelo capaz de se locomover em vrios tipos de terrenos (at mesmo subir escadas) e dotado de cmeras para orientao do rob e que compem o sistema de mira.

(a) (b)

Figura 4. Exemplos de robs desenvolvidos para desmantelamento de bombas: (a) Micro MDV, desenvolvido pela RoboProbe Technologies Inc. e (b) Vanguard, desenvolvido pela EOD

Performance. Fontes: Micro MDV (2004) e Vanguard (2004).

Os robs desenvolvidos para desmantelamento de bombas em geral no so autnomos, devendo haver uma transmisso de dados entre o rob e o operador. Esta transmisso , em geral, realizada atravs de cabos, pois assim evita-se que transmisses via rdio ou InfraRed possam detonar o artefato.

A Fig. 5 mostra uma HoQ desenvolvida por um grupo de alunos (Grupo G.I.P.E.) para o rob mvel para desmantelamento de bombas. Nesse exemplo, Vangard e Mini-Andros foram robs encontrados no mercado internacional e utilizados para o Benchmark. Durante entrevistas com os policiais do grupo especial foram definidos os cinco requisitos essenciais para um rob de desmantelamento de bombas (alm do baixo custo de aquisio e manuteno):

1. Portar um canho disruptor (modelo penetra); 2. Atuar em um raio de ao mnimo de 50 m; 3. Portar cmeras para orientao do rob e sistema de mira; 4. Capacidade de se locomover em terrenos acidentados; 5. Autonomia de operao mnima de 30 minutos. Baseados nesses requisitos e tendo em mos as caractersitcas de modelos que j estavam no

mercado, os alunos iniciaram o desenvolvimento de propostas para o projeto. A Fig. 6 apresenta a evoluo do projeto, desde o primeiro esboo em meados de Fevereiro (com vrios graus de liberdade) at o esboo do modelo final apresentado no final de Maio (mais simples, de fcil operao com joystick e com baixo custo para aquisio e manuteno).

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Figura 5. HoQ desenvolvida pelo grupo G.I.P.E. para o rob de desmantelamento de bombas.

(a) (b)

(c) (d)

Figura 6. Evoluo dos esboos do rob para desmantelamento de bombas ao longo do semestre: (a) meados de Fevereiro, (b) incio de Maro, (c) Abril e (d) final de Maio.

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Deve-se ressaltar que um fator decisivo para a mudana na proposta de projeto verificada entre

os meses de Maro e Abril foi a realizao de testes experimentais com o canho utilizado pela polcia para desmantelamento de artefatos. Esse canho chamado de modelo penetra e gera o movimento da massa de gua atravs da detonao de carga de plvora presente dentro do tubo do canho. Esta exploso provoca um aumento de presso no interior do tubo, causando a expulso da gua a alta presso. Atravs desses testes experimentais a fora de impulso do canho pode ser estimada e utilizada para: verificar os esforos presentes na estrutura do brao manipulador; verificar os esforos presentes na estrutura do rob; e corrigir a distribuio de massa do rob para evitar que ele capote durante o disparo do canho de desmantelamento.

Nesse momento o grupo optou por adicionar um sistema de amortecimento para o impulso causado pelo disparo do canho, alterar completamente a estrutura onde o canho fixado e posicionar essa estrutura o mais prximo possvel do corpo do rob. O posicionamento do canho com relao ao artefato a ser desmantelado feito atravs da movimentao do rob (x,y e ngulo de yaw) e de um motor de passo que controla o ngulo de pitch do canho.

A Fig. 7 mostra simulaes de FEM feitas com o software ANSYS para o brao com o amortecedor e para a estrutura do rob, no momento do disparo do canho de desmantelamento.

(a) (b)

Figura 7. Tenso de von Mieses: (a) para o brao e (b) para a estrutura do rob.

A Fig. 8 mostra um esboo e duas vistas da verso final do rob projetado para desmantelamento de bombas. O rob proposto tem uma massa estimada de 58 kg e custo de fabricao estimado em US$ 6.000,00 (peas e processos de fabricao, incluindo a parte de eletrnica embarcada, e sem incluir horas de engenharia para projeto e nem lucro da empresa).

Figura 8. Esboo da verso final do projeto do Grupo G.I.P.E. (cotas em mm).

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5. CONCLUSES

Esse trabalho, devido a limitaes de espao, apresentou apenas os resultados relativos ao rob mvel para desmantelamento de bombas. Nesse caso especfico, obteve-se um projeto de veculo compacto (420 x 230 x 810 mm), de aproximadamente 58 kg, comandado por joystick, de baixo custo (1/5 do custo mximo recomendado pela TSWG, 2004) e que atende os 5 requisitos bsicos apresentados pelo cliente: porta um canho modelo penetra, atua em um raio de ao maior que 50 m, porta cmeras para orientao do rob e sistema de mira, capaz de se locomover em terrenos acidentados e possui uma autonomia de operao maior que 30 minutos.

Embora a experincia de trabalhar em teamwork tenha sido muito enriquecedora para ambas as partes, universidade (alunos e professores) e profissionais da polcia, deve-se ressaltar um ponto importante: a universidade pode desenvolver tecnologias e produtos de baixo custo que atendem aos requisitos do mercado brasileiro, mas no compete a ela fabricar e dar manuteno a esses produtos. Para isso necessita-se de parcerias com empresas e linhas de financiamento especficas para viabilizar a transferncia tecnolgica. O incentivo criao de empresas tipo spin-off poderia auxiliar a transferncia tecnolgica e propiciar aos alunos egressos da universidade a oportunidade de desenvolver produtos nacionais com alto valor agregado. 6. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem os inmeros alunos e professores do curso de Engenharia Mecatrnica da

PUC Minas por sua participao no desenvolvimento do projeto e aos policiais do Grupo Especial da Polcia Militar de Minas Gerais, G.A.T.E. MG.

7. REFERNCIAS

Back, N., 1983, Metodologia de Projeto de Produtos Industriais, Rio de Janeiro, Ganabara

Dois. Cavalca, KL. e Dedini, F.G., 2000, Projeto de Sistemas Mecnicos, Apostila de Curso de

Graduao, Unicamp, Brasil. Cyclops, 2004, http://www.xtek.net/catalogue/eod/cyclops.shtml, acessado em Agosto, 2004. Instituto Fbrica do Milnio IFM, 2006, http://www.ifm.org.br/aprendizado/assunto.php

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em Agosto, 2004. House of Quality Tutorial, 2006, http://www.gsm.mq.edu.au/cmit/qfd-hoq-tutorial.swf,

acessado em Janeiro, 2006. MicroMDV, 2004, http://www.stantonrobotics.com.au/micromdv.htm, acessado em Agosto,

2004. Mizuno, S. e Akao, Y., 1994, QFD: The customer-driven approach to quality planning &

deployment, Asian Productivity Organization. Ogliari, A., 1999, Sistematizao da concepo de produtos auxiliada por computador com

aplicaes no domnio de componentes de plstico injetados, Tese de Doutorado, UFSC, Brasil. Pahl, G. e Beitz, W., 1996, Engineering Design: a Systematic Approach, Ed. Springer Verlag. Perez, R.L., 2003, Sistematizao da avaliao de desempenho do processo de projeto de

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Agrcolas, Tese de Doutorado, UFCS, Brasil. Technical Support Working Group (TSWG) - Combating Terrorism Technology Support

Office, Broad Agency Announcement (BAA) 04-Q-4198, 2004. Disponvel em:

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https://www.bids.tswg.gov/tswg/bids.nsf/(BAAView)/B3BE2FD0F0735B6485256E4C0055D667/$FILE/04_Q_4198BAAPkg.pdf, acessado em Agosto de 2004.

tEODor, 2004, http://www.xtek.net/catalogue/eod/teodor.shtml, acessado em Agosto, 2004. Vanguard, 2004, http://www.eodperformance.com, acessado em Agosto, 2004. Zwicky F., 1976, Entdecken, Refined, Forschen im Morphologischen Weltbild, Munich,

Zurich, Droemer - Knaur.

8. DIREITOS AUTORAIS Os autores so os nicos responsveis pelo contedo do material impresso includo no seu

trabalho.

DEVELOPMENT OF MECHATRONIC SYSTEMS TO AID BRAZILIAN SPECIAL POLICE SQUADRONS

Marcelo Becker Jnes Landre Jr. Wisley Falco Sales marcelo.becker@pucminas.br janes@pucminas.br wisley@pucminas.br Pontifical Catholic University of Minas Gerais PUC Minas Polytechnic Institute IPUC Av. Dom Jos Gaspar, 500 - 30535-610, Belo Horizonte, MG, Brazil Abstract. The data files from the security State departments show that the crime rates have

increased in Brazil for the past years. This growth is particularly high when it comes to explosive, bomb menace, and kidnapping occurrences. Unfortunately this scenario became common in Brazil, even in medium and small towns. Due to this the acquisition of security devices and equipments by Brazilian police special squadrons is really necessary in order to fight crime. Importation of parts and pieces for equipping police forces is prohibitive because of high costs and difficult equipment maintenance procedures. In this situation, the development of national products is mandatory. This work presents the results obtained by a group of undergraduate students and university professors when design methodologies and tools were applied for developing low-cost products for police special squadrons. All projects were designed during a 4-month period and several design tools were used (House of Quality, Fast Diagram, Computer Aided Design - CAD, Finite Elements Modeling - FEM, Brainstorming, etc.). The projects also observed the following sequence: information phase, viability analysis, preliminary design, and detailed design. One product example is presented in this paper: a mobile robot used to disposal bombs.

Keywords. Mechatronics, Robotics, Design Methodologies, QFD, House of Quality.