Proceedings of the 1st Iberic Conference on Theoretical and Experimental Mechanics and Materials /

11th National Congress on Experimental Mechanics. Porto/Portugal 4-7 November 2018.

Ed. J.F. Silva Gomes. INEGI/FEUP (2018); ISBN: 978-989-20-8771-9; pp. 645-656.

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PAPER REF: 7366

DESENVOLVIMENTO DE UM DISPOSITIVO DE MEDIÇÕES ANTROPOMÉTRICAS PARA O PROJETO DE UM COCKPIT DE UM CARRO TIPO FÓRMULA SAE Edson José da Silva, Rafael de Oliveira Souza, Felipe de Sá Carneiro, Lucas Benini(*)

Universidade Federal de Viçosa (UFV), Departamento de Engenharia de Procução e Mecânica, Viçosa, Brasil (*)

Email: lucas.benini@ufv.br RESUMO

O projeto do cockpit de um carro tipo Fórmula SAE deve satisfazer os requisitos do regulamento Fórmula SAE Rules. Dentre os vários requisitos, o regulamento determina que este projeto deve atender o percentil 95 e 5. Ocorre que, além de satisfazer este requisito, deve-se otimizar as medições do cockpit considerando as medidas antropométricas do piloto e seu conforto ao pilotar. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um dispositivo de medições antropométricas para a obtenção de dimensões otimizadas a serem empregadas no projeto do cockpit de um carro tipo Fórmula SAE. A originalidade deste trabalho reside no fato do dispositivo possibilitar a medição entre o assento e o pedal e também incorporar um teste de visibilidade frontal e lateral para o piloto. Com base na literatura, foi projetado e fabricado o dispositivo que incorpora as medições de ângulo do assento e encosto, distâncias entre main hoop e front hoop, etc. Posteriormente foi elaborado um procedimento padrão para a coleta das medições dos eventuais pilotos. Os resultados das medições foram tradados através de ferramentas estatísticas e empregados no projeto do cockpit do carro. Verificou-se que a distância entre o assento e o pedal é uma medida conflitante, pois é dependente das estaturas dos eventuais pilotos. Os resultados das medições do dispositivo antropométrico impactaram, além do projeto do cockpit, no projeto dos pedais e no projeto da coluna de direção do carro.

Palavras-chave: Carro tipo Fórmula SAE, cockpit, ergonomia, medições antropométricas.

INTRODUÇÃO

A competição Fórmula SAE (Sociedade de Engenheiros Automotivos), uma das maiores do mundo entre estudantes de engenharia, tem por objetivo avaliar o projeto e a construção de veículos protótipo tipo Fórmula projetados por equipes de estudantes das engenharias. Por essa razão, a SAE permite que exista uma certa liberdade em relação ao desenvolvimento de um carro autêntico e original por parte das equipes participantes. Um dos aspectos mais relevantes da competição diz respeito as restrições de segurança descritas no regulamento da competição (FSAE rules). Neste contexto, destaca-se a aplicação dos conceitos de ergonomia direcionada a veículos tipo Fórmula, buscando originalidade e segurança.

Segundo a Associação Internacional de Ergonomia (IEA), o termo ergonomia é definido oficialmente como o entendimento das interações entre seres humanos e sistemas ou elementos, aplicando métodos a fim de otimizar o bem-estar humano e o desempenho global. Deste modo, o estudo ergonômico visa a interação ser humano e máquina, almejando maior conforto, segurança e eficiência.

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A ergonomia física é o campo de estudo responsável por relacionar características anatômicas com as atividades realizadas [1]. Esta área de estudo, para competição a Fórmula SAE, causa grande influência na análise de cockpit (espaço destinado ao piloto). De acordo com Fernandes [2], o cockpit é o local onde a interação entre o homem e a máquina ocorre, logo, seu design tem sido um importante fator que influência na segurança de aeronaves e veículos móveis.

A segurança de pilotos de veículos tipo Fórmula SAE é um dos principais aspectos considerados durante a sua construção. Pode-se ressaltar a obrigatoriedade de utilização de capacetes, roupas, luvas e botas anti-chamas, além da construção de uma estrutura veicular extremamente rígida, com finalidade de proteger o piloto de grandes impactos.

As dimensões de cockpit influenciam de forma direta a segurança do piloto, visto que o estudo de ergonomia envolve considerações como a posição da cabeça, dos braços e pernas do piloto dentro do carro. Através do dimensionamento correto do cockpit, a estrutura do chassi e do próprio cockpit absorverá o máximo de impacto possível e, por consequência, o risco de ferimento do piloto diminuirá. Ademais, como a ergonomia busca a melhor relação homem-máquina, o ambiente no qual ocorre tal interação se torna mais seguro, confortável e eficiente.

Em virtude de os estudos de ergonomia considerar um grande número de variáveis, tem-se atrelada a ela a dificuldade em realizar estudos que possam atender aos parâmetros e as diferentes interações. Desta forma, é introduzido o conceito estatístico de percentil, que representa a posição da variável com relação a distribuição normal referente ao mesmo parâmetro [3]. Em outras palavras, segundo Spiegel [4] valores que dividem os dados em 100 partes iguais chamam-se percentis e são representados por P1 a P99.

Dentro de análises ergonômicas, em geral utiliza-se o percentil 95 masculino e 5 feminino. Esse conceito indica que para os homens, 95% da parcela da amostra será atendida nos projetos dos espaços extremos, enquanto que no percentil 5, garante um alcance das dimensões mínimas.

Portanto, a motivação desse estudo vem de encontro com a necessidade de melhorar o estudo ergonômico de um veículo Fórmula SAE, pois não é uma área suficientemente explorada na literatura. Essa situação muitas vezes deriva da dificuldade de aplicação dos aspectos ergonômicos devido a existência de muitas variáveis (como por exemplo as medidas antropométricas do piloto, peso, dirigibilidade e dimensões dos componentes).

Com base em tais pressupostos teóricos, este trabalho tem por objetivo estudar a aplicação de ergonomia veicular no projeto e construção de um carro tipo Fórmula SAE, efetuar o levantamento de parâmetros antropométricos e verificar as mudanças estruturais após as alterações ergonômicas no projeto do carro.

METODOLOGIA

Inicialmente foram coletados dados substanciais para o estudo da influência ergonômica na dinâmica veicular, visando uma melhor compreensão técnica do projeto. Foram analisadas as principais metodologias de avaliação antropométricas disponíveis na literatura (forma de coleta de dados, analise e avaliação) e por fim foi determinada a metodologia que mais atendeu a finalidade do projeto do carro tipo Fórmula SAE. Baseado nos estudos de Mariotti e Jawad [5], optou-se pelo desenvolvimento de um dispositivo de medições antropométricas aplicado aos pilotos da equipe de estudantes.

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O desenvolvimento deste dispositivo de medições antropométrica deve alinhar-se com os parâmetros exigidos pela FSAE rules. Dentre eles, os mais importantes no âmbito de ergonomia referem-se a gabaritos utilizados para verificar a área do cockpit e aos percentis 95th masculino e 5th feminino. Os valores padrão de percentil utilizados devem estar coerentes com a tabela disponibilizada pela SAE, conforme apresentado na Figura 1.

Fig 1 - Dimensões de percentil 95th e 5th [2,5].

Além da base de dados dos percentis, a FSAE rules exige que a concepção do veículo deve atender a algumas configurações básicas de projeto. O cockpit é um espaço delimitado por elementos constituintes do chassi, sendo esses componentes exigidos pelo regulamento. A Figura 2 apresenta os principais componentes de um veículo tipo Fórmula SAE. Para uma análise ergonômica, apenas o arco principal (main hoop), o arco frontal (front hoop), a barra de encosto do ombro (harness mountaing bar) e a estrutura de impacto lateral (side impact structure) devem ser levados em consideração.

Posteriormente foi desenvolvido o projeto e fabricado o dispositivo para medições antropométricas. Com o dispositivo construído, aplicou-se a metodologia de coleta de dados, primeiramente aplicada aos membros da equipe e posteriormente limitada apenas aos pilotos. Como os pilotos estarão efetivamente em contato com o veículo, deve-se garantir para estes usuários o maior conforto durante o período de utilização.

De forma a obter resultados significativos, algumas dimensões que influenciam no dimensionamento do cockpit, e que estão ligados diretamente com a ergonomia do piloto, devem ser selecionados prioritariamente selecionadas. A Figura 3 apresenta uma representação esquemática destas dimensões priorizadas no presente estudo.

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Fig. 2 - Componentes da estrutura do chassi de um veículo tipo Fórmula SAE [2].

Fig. 3 - Principais dimensões do cockpit considerados na análise ergonômica.

Conforme se observa na Figura 3, a dimensão entre o quadril e os pedais de acionamento (D1), deve ser devidamente dimensionada em virtude de influenciar no conforto do piloto e também de projeto mecânico do carro tipo Fórmula SAE. Caso ocorra um subdimensionamento, o piloto pode sentir desconforto no momento em que estiver dentro do veículo. Por outro lado, caso se D1 for superdimensionada, comprimento total do carro será aumentado, podendo comprometer sua dirigibilidade e desempenho em manobras.

A dimensão entre o main hoop e o front hoop (D2) possui o mesmo tipo de interferência de D1. A partir de D2 é possível construir um cockpit que não esteja entre os limites superiores e inferiores de conforto, ou seja, que atenda as exigências e expectativas do piloto.

A altura de posicionamento do harness mouting bar (H1), está intimamente associado à altura do banco e a fixação do cinto de segurança. Essa dimensão pode conferir ao piloto uma postura mais ereta ou mais inclinada dentro do cockpit. O tipo de posicionamento influencia no campo de visão, pois dependendo da posição, a visão frontal pode ser aumentada ou reduzida. Além disso, a altura H1 é limitada pelo regulamento FSAE rules, no qual indica a inclinação máxima entre o ponto de fixação do cinto (localizado no harness mouting bar) e o ombro do piloto.

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A altura do front hoop (H2) interfere no campo de visão frontal do piloto. Em situações nas quais essa altura é tal que pode impedir a visão do piloto, acidentes podem ocorrer devido ao projeto da respectiva variável. Dessa forma, é de fundamental importante que a altura do front hoop proporcione segurança ao piloto, garantindo um campo de visão adequado para a percepção de possíveis incidentes.

Além do dimensionamento do cockpit, é essencial a análise do projeto de um banco para o veículo. Os ângulos α1 e α2 (Figura 3) correspondem a inclinação das costas e da coxa do piloto, respectivamente. Esses parâmetros devem ser analisados pois podem gerar desconforto aos motoristas e influenciam diretamente na construção do assento. A construção do dispositivo de medições antropométricas e a coleta de dados foram realizados no Laboratório de Metrologia da Universidade Federal de Viçosa.

Após efetuada a coleta das medições antropométricas realizadas nos indivíduos que constituíram a amostra da pesquisa, os resultados foram tratados para serem empregados como referência para o dimensionamento do cockpit e para o chassi do carro tipo Fórmula SAE.

RESULTADOS

O projeto do dispositivo de medições antropométricas foi desenvolvido no software SolidWorks© (Figura 4). A principal função do dispositivo é auxiliar o dimensionamento do cockpit, pois é nessa região que o piloto se posiciona e a ergonomia deve atuar de forma intensa. Este projeto considerou os seguintes aspectos: o dispositivo deveria apresentar grande semelhança com o cockpit; deveria apresentar dimensões onde fossem possíveis realizar o teste com diferentes pessoas de diferentes faixas antropométricas; a construção do dispositivo deveria ser facilitada, visto que seria realizada por mão de obra não especializada e o custo deveria ser o mais baixo possível. Selecionou-se a madeira como material principal por apresentar baixo custo, facilidade de manufatura e facilmente moldável para geometrias simples.

Fig. 4 - Projeto do dispositivo de medições antropométrico no software SolidWorks©.: (a) vista lateral; (b) vista isométrica.

Na Figura 4(a) observa-se os vários furos nas colunas frontais e traseiras do dispositivo. Essa configuração foi selecionada pelo fato de proporcionar uma maior faixa de medição durante a realização da coleta de dados. Após a fabricação do dispositivo de medições antropométricas,

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foi efetuada a coleta das medições antropométricas com todos os membros da equipe Fórmula UFVolts Majorados visando averiguar as dimensões antropométricas medianas dos membros e atender ao percentil 95th da equipe. Além disso, foi gerado um banco de dados para utilizar no dimensionamento do cockpit do carro tipo Fórmula SAE. Em seguida foram coletadas as medições antropométricas dos pilotos do carro, com o intuito de proporcionar um dimensionamento otimizado para estes principais usuários do carro. A Figura 5 apresenta o dispositivo de medições antropométricas e algumas coletas de medidas antropométricas dos membros da equipe UFVolts Majorados.

Fig. 5 - Dispositivo de medições antropométricas: (a) coleta de medições considerando a distância entre direção e pedal; (b) coleta de medições considerando a distância dos braços do usuário até o front hoop; (c) coleta de medições considerando o ângulo de inclinação das costas do usuário; (d) posicionamento

final do usuário no carro.

A Figura 5(a) mostra o piloto na posição final após todos os ajustes realizados a fim de deixa-lo o mais confortável possível. Ao término do posicionamento, realizou-se o teste visibilidade, que tinha como objetivo verificar o máximo alcance frontal da visão no piloto. A meta era uma visibilidade mínima de 300 cm. Na Figura 5(b) é apresentado a medição o posicionamento do alcance dos braços até o front hoop. Esse valor define a distância efetiva do cockpit, para cada piloto. Nessa etapa de coleta de medições é possível verificar se haverá desconforto devido ao posicionamento dos braços. A Figura 5(c) exibe a medição dos ângulos de inclinação do piloto que foi realizado por meio de um transferidor angular. Os ângulos são medidos indicam um melhor posicionamento da perna do piloto, de forma a proporcionar um

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conforto durante a utilização do veículo. Através da medição destes ângulos será possível determinar a inclinação das coxas e costas do piloto, que posteriormente serão empregados no dimensionamento do assento utilizado no veículo. Na Figura 5(d), nota-se o posicionamento final do piloto ao término do estudo ergonômico. Com a posição definida, pode-se obter as dimensões finais de altura do front hoop, main hoop, acionamento dos pedais e coletar as distâncias entre o quadril do usuário e os pedais do carro tipo Fórmula SAE. A Tabela 1 apresenta todas as medições antropométricas coletadas na realização da primeira etapa da análise ergonômica.

Tabela 1 - Dimensões antropométricas dos membros da equipe Fórmula UFVols Majorados para o projeto do cockpit do carro tipo Fórmula SAE.

Usuário H1 [-]

H2 [-]

D1 [cm]

D2 [cm]

α1 [°]

α2 [°]

Hp [-]

Visibilidade [cm]

1 5 5 99 87 28 64 5 316

2 5 5 104 79 32 66 6 285

3 5 8 100 86 28 65 5 328

4 3 6 107 72 29 72 6 300

5 5 5 105 81 31 57 7 319

6 6 8 108 83 21 60 4 312

7 6 5 110 80 33 62 4 300

8 3 5 102 77 26 64 4 296

9 9 8 98 83 27 50 5 333

10 5 4 87 66 33 71 7 297

11 3 5 96 67 35 74 5 288

12 5 5 99 83 31 58 5 314

13 5 5 88 85 26 58 7 365

14 5 5 96 82 28 64 6 323

15 5 7 106 73 24 60 4 295

16 3 5 90 65 35 70 5 366

17 6 4 110 78 25 56 4 294

18 6 6 100 87 18 55 6 329

19 5 5 104 82 27 63 5 302

20 2 4 103 85 26 74 4 289

21 5 6 102 79 34 60 5 307

22 3 5 110 72 34 74 5 290

23 2 11 100 75 34 65 6 260

24 6 5 93 74 23 62 5 387

25 3 5 106 76 29 65 5 298

26 5 5 105 90 26 66 5 316

27 4 5 96 72 41 71 4 304

28 3 7 90 67 29 75 4 312

29 5 8 96 78 43 68 4 304

30 5 5 99 87 28 64 5 316

21 5 5 104 79 32 66 6 285

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Os valores de H1, H2 e Hp (Tabela 1) indicam o posicionamento na qual a barra foi colocada, sendo posteriormente convertidos para as unidades de comprimento. Como observado na Tabela 1, os valores de H1 ficaram em torno de valores próximos a 5ª posição da barra. Isto é consequência do ângulo de inclinação das costas do piloto (α2). Os resultados de H1 e α2 foram satisfatórios em relação aos requisitos do regulamento FSAE rules. Devido ao fato da equipe utilizar um cinto de 5 pontos, é exigido uma angulação das costas do piloto de no mínimo 60°. Conforme observado nesta tabela, os resultados das medições antropométricas ficaram acima dos valores exigidos no FSAE rules, sendo um indício de que o conforto dos pilotos (oriundo da angulação α2) está em sintonia com as exigências de ângulo derivadas do tipo de cinto escolhido.

Os ângulos de inclinação das costas também influenciaram diretamente na visibilidade frontal dos pilotos. Como a maioria optou por um ângulo superior a 60°, a tendência dos pilotos é permanecer em uma posição mais ereta, conferindo uma maior visibilidade a frente. Pode-se afirmar que com o emprego de um ângulo α2 superior a 60° a visibilidade estipulada pelo usuário é atendida, pois a expectativa era uma visão a frente do carro de pelo menos 300 cm.

A dimensão D2 influencia no posicionamento do braço dentro do compartimento. Caso esta dimensão seja tal que o braço do piloto fique muito esticado, um desconforto poderá se evidenciar. Por outro lado, caso o braço esteja pouco esticado, no momento de giro do volante, a perna do piloto poderá impedir que o giro se complete e assim, interferir no desempenho do piloto do carro.

Uma dimensão discrepante foi o a dimensão D1 (distância entre o quadril do piloto e o posicionamento do pedal). Essa dimensão afeta diretamente no comprimento total do veículo, e para um melhor desempenho do mesmo, quanto menor seu comprimento total melhor será sua resposta no arranque. Desta forma, uma menor dimensão entre o quadril do piloto do carro e o pedal é a situação mais indicada para o projeto do carro. As dimensões antropométricas apresentadas na Tabela 1 originaram a delimitação de algumas dimensões empregadas para o projeto do cockpit e do chassi do carro e evidenciaram eventuais limitações impostas aos pilotos. Na Tabela 2 são apresentados os resultados das medições antropométricas dos pilotos da equipe UFVolts Majorados.

Tabela 2 - Resultados da segunda fase dos testes ergonômicos.

Pilotos H1 [-]

H2 [-]

D1 [cm]

D2 [cm]

α1 [°]

α2 [°]

Hp [-]

Visib. frontal [cm]

Visib. lateral [cm]

1 5 5 90 81 30 60 1 313 248

2 5 5 92 86 32 60 1 323 270

3 5 8 84 80 35 60 1 315 250 4 5 5 87 81 35 60 1 376 254 5 5 6 91 85 34 60 1 315 256 6 5 6 105 84 31 60 1 323 256 7 5 4 98 80 40 60 1 293 250 8 5 5 94 88 30 60 1 316 240 9 5 7 78 75 34 60 1 347 244 10 5 5 95 86 32 60 1 410 246 11 5 6 84 80 34 60 1 282 254 12 5 6 94 81 30 60 1 297 252

Média da Equipe 5 6 100,7 78,5 29,5 64 5,1 311 - Média Pilotos 5,00 5,67 91,00 82,25 33,08 60,00 1,00 325,83 251,67

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Conforme apresentado na Tabela 2, os valores de H1, Hp e α2 foram fixados considerando as dimensões apresentados na Tabela 1. Os parâmetros H1 e α2 estão intimamente relacionados, pois ambos são influenciadores da fixação superior do assento (H1) e da inclinação do mesmo (α2).

A partir da Tabela 1 observa-se que a grande maioria das dimensões os valores do ângulo α2 varia em torno de 60°, exceto algumas medidas onde esses valores eram muito superiores em virtude da preferência dos pilotos em permanecerem em posições mais eretas ao dirigirem.

Com essa pequena variação dos valores do ângulo, e considerando os requisitos do cinto de 5 pontas, foi estabelecido que os valores de α2 são mantidos constante. Os valores de H1, foram fixados por consequência do ângulo α2, e, além disso, houve-se uma preferência por parte dos membros na utilização do ponto 5 (furo 5 do dispositivo de medições antropométricas) para a altura do banco.

O valor de Hp (que representa a altura máxima dos pedais de acionamento - freio e aceleração) tiveram que ser fixados devido a uma restrição externa aos testes ergonômicos. Durante a realização da coleta das medições antropométricas, o setor responsável pelo dimensionamento do sistema de freios (setor de freios da equipe UFVolts Majorados) do carro solicitou a fixação deste parâmetro.

Além da medição da visibilidade frontal, aferir-se a visibilidade lateral do usuário. Esse parâmetro garante aos usuários do veículo possuírem um campo de visão maior, além de garantir segurança para visualizar irregularidades na pista ou outros veículos aproximando-se. Segundo a FSAE rules, o campo de visão mínimo do motorista deve ser de 200º, sendo distribuídos igualmente para cada lado.

A principal mudança notada após as restrições impostas ao piloto se evidenciou no parâmetro (D1). Com a exigência de um ângulo de posicionamento das pernas em torno de 135º, a dimensão entre o quadril do usuário e os pedais de acionamento diminui em torno de 10%, resultando em uma diminuição no comprimento total do veículo. A mudança do ângulo pode auxiliar aos pilotos no momento de acionarem os pedais, pois com as pernas mais flexionadas não há uma perda acentuada de força no momento de utilizar os pedais.

Além de diminuir a distância D1, o ângulo de posicionamento da perna influencia no comprimento do cockpit (D2). A mudança da angulação faz com que a perna do piloto se aproxime mais do front hoop. Constatou-se que para que não ocorra a interferência entre as pernas do usuário e o componente do chassi, os pilotos aproximavam o front hoop do tronco, diminuindo assim a distância do cockpit.

Uma mudança realizada na segunda etapa da coleta das medições antropométricas foi relacionada a visibilidade frontal do piloto. Conforme a posição do piloto manteve mais ereta e a altura do front hoop foi reduzida, a visibilidade teve um acréscimo de 5% em relação ao seu valor anterior. Considerando os resultados apresentados nas Tabelas 1 e 2, realizou-se o dimensionamento do cockpit e da região frontal do veículo. A Figura 6 apresenta o projeto do cockpit dimensionado com base nos resultados das medições antropométricas.

Na Figura 6 observam-se as principais dimensões que foram obtidas para o cockpit, que correspondem as proporções para a equipe UFVolts Majorados e para o projeto do carro tipo Fórmula SAE desenvolvido pela equipe em 2018. Dentre estas, destaca-se as dimensões do

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posicionamento dos pedais de 1050 mm, da altura do front hoop de 540,83 mm, da distância entre o main hoop e front hoop de 828,56 mm e do posicionamento horizontal e vertical do banco, de 306,56 mm e de 600 mm respectivamente.

Conforme verificado nas Tabelas 1 2, os pilotos da equipe possuem estaturas diferentes e assim a distância entre o quadril e os pedais de acionamento não devem ser fixadas. Portanto, decidiu-se juntamente com o setor de freios, que a melhor opção para garantir conforto para todos os pilotos é construir um sistema de acionamento que fosse adaptativo para os diferentes padrões. Com isso, tomou-se os valores que correspondiam aos percentis 95th masculino e 5th feminino da equipe, obtendo respectivamente 104 cm e 77 cm. Ambas distâncias atendem aos valores fornecidos pela SAE (apresentados na Figura 1), indicando uma utilização correta dos valores.

Ao definir os pontos de posicionamento dos pedais, foi possível determinar o comprimento da região frontal do veículo. Além de delimitar o espaço destinado as pernas do piloto, a distância frontal influencia o projeto dos sistemas de suspensão e de aerodinâmica, pois os setores da equipe responsáveis pelo dimensionamento destes subsistemas do carro necessitam desta informação para decisões de projeto.

Fig. 6 - Projeto do cockpit do carro tipo Fórmula SAE: (a) vista superior; (b) vista lateral direita; (c) vista

isométrica.

Ao término da coleta de dados, pode-se definir o posicionamento do banco, tanto no assoalho do veículo quanto à altura do harness mouting bar (barra de encosto do ombro no main hoop). Baseado no ângulo de inclinação das costas, a dimensão do posicionamento horizontal do assento a partir do main hoop (que representa a posição na qual o quadril do piloto se encontrará dentro do cockpit) foi estipulada de aproximadamente 30 cm. Este resultado será utilizado para o posicionamento do banco, uma vez que tal dimensão possibilitará uma alocação mais adequada do assento durante a etapa de construção do veículo.

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É importante destacar que o dimensionamento do cockpit foi baseado nas medidas antropométricas dos membros da equipe Fórmula UFVolts Majorados, ou seja, foi baseado em um grupo limitado de características antropométricas. Apesar disto, o dispositivo de medições antropométricas desenvolvido neste trabalho pode atender com tranquilidade a coleta de medições de uma amostra maior e com diferentes características antropométricas.

CONCLUSÕES

Neste trabalho foi efetuado o estudo de ergonomia veicular para o projeto e construção de um carro tipo Fórmula SAE da equipe UFVolts Majorados. Foi desenvolvido um dispositivo de medições antropométricas para serem empregadas no dimensionamento do cockpit e chassis do carro. Com estes resultados, conclui-se que:

(i) O dispositivo de medições antropométricas desenvolvido foi fundamental para o dimensionamento do cockpit, e contribuiu para o dimensionamento dos freios do carro. A ausência do dispositivo poderia gerar incertezas ao longo do projeto e obtendo um resultado final não esperado ou que não atendesse as exigências dos pilotos. Os principais resultados alcançados embasaram as dimensões da altura do front hoop, do harness mouting bar, além da distância entre o main hoop e front hoop, da distância entre o quadril e os pedais de acionamento, que resultou em comprimentos, um para o perfil masculino e um segundo correspondente ao perfil feminino;

(ii) A altura do front hoop é influenciada pela dependência entre o ângulo das costas e a altura do harness mouting bar. Nota-se que essas três variáveis estavam relacionadas entre si, devido ao fato de garantir uma visibilidade mínima para o piloto. A dimensão entre o main hoop e front hoop é dependente do posicionamento final do piloto dentro do cockpit, do ângulo da coxa do usuário e do pressuposto de que não se deve ocorrer interferência entre os braços e as pernas do piloto. Dependendo da posição do braço do piloto, esta dimensão pode aumentar ou diminuir e faz-se necessário restringir o ângulo do joelho (neste trabalho a restrição foi de 135°);

(iii) A restrição do ângulo do joelho também influencia a dimensão entre o quadril do usuário e os pedais de acionamento do carro. Tal restrição proporciona uma redução do parâmetro D1, que faz com que o esforço demandado pelo piloto para acionamento dos pedais seja reduzido, proporcionando ao piloto maior conforto;

(iv) A análise ergonômica de um veículo tipo Fórmula SAE é fundamental para a tomada de decisões relativas ao projeto. Dentre elas, pode-se citar o dimensionamento do cockpit, local onde ocorre a maior interação entre homem e máquinas, dessa forma, deve-se atentar ao seu projeto visando atender requisitos de ergonomia e engenharia.

AGRADECIMENTOS

Este trabalho recebeu apoio financeiro do Departamento de Engenharia de Produção e Mecânica DEP/UFV aos quais os autores agradecem o incentivo.

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REFERÊNCIAS

[1]-I, Iida. Ergonomia: projeto e produção. São Paulo: Edgard Blücher, 1993.

[2]-M. Fernandes. Cockpits: Design and Development. SAE Technical Paper Series.

[3] W. M. Pommer. Conceitos e Aplicações de Estatística para cursos de Ciências Gerenciais: uma abordagem introdutória. São Paulo, 2013.

[4]-M. R. Spiegel. Estatística. 3ª edição. São Paulo: Makron Books, 1994.

[5]-E. Mariotti, B. Jawad. Formula SAE Race Car Cockpit Design, An Ergonomics Study for the Cockpit. SAE Technical Paper Series.