Conceção, desenvolvimento e projeto de uma bicicleta multímodo

Abstract

O tema de dissertação no âmbito de uma bicicleta multímodo teve como objetivo o desenvolvimento de um conceito de bicicleta com um conjunto de características diferenciadoras, a nível de funcionalidade, em relação a uma bicicleta convencional. Do conjunto de funcionalidades inicialmente considerado, a capacidade de utilização da bicicleta numa vertente dinâmica e indoor, a integração e o carregamento de dispositivos eletrónicos constituem as principais funcionalidades do produto desenvolvido. Após uma análise de benchmarking a um conjunto de bicicletas desportivas e indoor, foram identi ficados e, posteriormente, desenvolvidos sistemas, como por exemplo a transmissão por veio mecânico, que visam dar resposta às principais funcionalidades da bicicleta. Nesta etapa, foram considerados um conjunto de aspetos antropométricos, ergonómicos e biomecânicos. Tendo em conta o enquadramento do presente trabalho, todo o processo de conceção e de projeto seguiu uma metodologia de um processo de engenharia do produto, tendo sido utilizadas um conjunto de ferramentas típicas com vista a sistematizar e hierarquizar a informação necessária ao desenvolvimento da bicicleta. Destacam-se a identi ficação dos requisitos do produto e a sua relação com os requisitos do cliente através da matriz QFD; a geração e seleção de conceitos para os sistemas da bicicleta; o desenvolvimento de um logótipo representativo do produto desenvolvido; uma análise de custos e, no âmbito de design robusto, a realização de uma análise de modos de falha e efeito (FMEA), sobre a perspetiva do utilizador. Ao nível de projeto mecânico procedeu-se à modelação geométrica da bicicleta através de um software CAD, tendo sido veri ficado o dimensionamento das suas principais estruturas através do método dos elementos fi nitos e pelo cálculo analítico. Nesta fase do projeto, foram considerados os principais requisitos normativos de desempenho e segurança para bicicletas passíveis de serem utilizadas na via pública. Por fi m, foram elaborados os desenhos de montagem e de conjunto dos sistemas da bicicleta, assim como os desenhos de de nição dos principais componentes da bicicleta. O resultado fi nal é uma bicicleta para utilização em atividades de lazer do dia a dia, assim como no processo de recondicionamento/manutenção física, que pode ser desenvolvido indoor ou outdoor sem a necessidade de componentes adicionais e que integra a capacidade de aproveitamento da energia motora do utilizador, para a geração de energia a ser utilizada no carregamento de pequenos dispositivos eletrónicos pessoais.

The dissertation topic within a multimode bicycle aimed to develop a concept bicycle with a set of diferentiating characteristics, the level of functionality compared to a conventional bicycle. The set of features finitially considered, the ability to use the bicycle on dynamic aspect and indoor way, and the integration and charging of electronic devices are the main features of the product developed. After an analysis of benchmarking a set of sports and indoor bicycles, were identi ed and further developed systems, such as the shaft drive transmission, aimed at addressing the main features of the bicycle. In this step, was considered a set of anthropometric , ergonomic and biomechanical aspects. Regardin the framework of the present work, the whole process of design and project followed a methodology of a process of product engineering, having being used a set of standard tools to help organize and prioritize the information necessary for the developmentof the bicycle. Stand out: the identi fication of product requirements and their relationship with customer requirements through the QFD, the generation and selection of concepts for bicycle systems, the development of a representative logo developed product matrix, an analysis of costs and, under robust design, conducting an analysis of failure modes and effect (FMEA), on the perspective of the user. In terms of mechanical design proceeded to geometric modeling bicycle through a software CAD, the saling of its main structures by the finite element method and the analytical calculation were veri ed. At this stage of the project, were considered the main regulatory requirements for performance and safety for bicycles that can be used on public roads. Finally, the assembly drawings and assembly bicycle systems, as well as the de nition drawings of the main bicycle components were developed. The end result is a bicycle for leisure use in day-to-day, as well as reconditioning process/ tness, that can be developed indoor or outdoor without the need for additional components and which includes the ability to use the motive power user for generating energy to be used in charging small personal electronic devices.