Desafío de movilidad - Tierra / Francisca, Gabriela, Alondra
| Título | Desafío de movilidad - Tierra / Francisca, Gabriela, Alondra |
|---|---|
| Asignatura | Taller de Fabricación |
| Del Curso | Taller de Fabricación 2021 |
| Carreras | Diseño, Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property. |
| Nº | 2 |
| Alumno(s) | Francisca Estay, Gabriela Marín, Alondra Zamorano |
Desafío de movilidad - Tierra
Durante el segundo ciclo del Taller de Fabricación 2021, el taller se dispone a enfrentarse a un desafío de movilidad que tiene como objetivo generar un prototipo de diseño capaz de moverse en distintos ambientes: tierra, viento y agua. El presente proyecto, se eljió el ambiente tierra, por lo que el prototipo fue diseñado para suelos terrosos y arenosos.
Para esto, inicialmente se llevaron a cabo observaciones del ambiente a través de una salida a los terrenos de Ciudad Abierta y se investigaron animales, con el fin de comprender su estructura biológica y fisiológica a modo de realizar un ejercicio de biomímesis que nos permita llegar al objetivo antes mencionado.
Se observaron e investigaron diferentes referentes robóticos, así como sistemas mecánicos y físicos.
Luego se realizaron las primeras maquetas para diseñar el mecanismo que moverá este objeto, llegando así a un prototipo inicial sobre el que se iteró probando distintos mecanismos y elementos que impulsaran este movimiento.
En las siguientes láminas, se presenta todo lo anteriormente mencionado, a través de textos, esquemas, dibujos de distinta índole que permiten visualizar los avances que ha tenido este proyecto así como las proyecciones formales.
Conceptos y definiciones
- Biomímesis:
La biomímesis (de bio, "vida", y mimesis, "imitar"), también conocida como biomimética o biomimetismo, es la ciencia que estudia la naturaleza como fuente de inspiración de tecnologías innovadoras para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto, a través de modelos de sistemas (mecánica) o procesos (química), o elementos que imitan o se inspiran en ella.
Biomímesis es el término más utilizado en literatura científica e ingeniería para hacer referencia al proceso de entender y aplicar a problemas humanos soluciones procedentes de la naturaleza, en forma de principios biológicos, de biomateriales de cualquier otra índole.
Se basa en la sostenibilidad socioeconómica, mediante el fundamento de que la naturaleza es el único modelo que perdura por millones de años. Por lo que uno de sus fines, es el compromiso ecológico que conlleva la biomímesis, de modo que la solución a los problemas ecológicos se encuentra en la optimización de la naturaleza; como por ejemplo el modo de filtrar el aire, limpiar el agua y nutrir el suelo. Esto implicaría que los sistemas sociales humanos y económicos, al imitar las soluciones dadas por la naturaleza, estén subordinados al entorno y no al contrario. Así, consiste en aprender a diseñar tecnologías sostenibles adaptando estructuras desarrolladas por la naturaleza. Es una nueva forma de ver y valorar la naturaleza, que introduce una visión basada en lo que podemos aprender del medio natural.
La biomímesis se puede abarcar en tres niveles diferentes:
- Primer nivel: Se trata de una abstracción formal de la naturaleza y de aplicar a envolventes, texturas, proporciones, entre otros.
- Segundo nivel: Análisis y funcionamiento de un ser vivo y de aplicar a estructuras, mecanismos, tránsito de fluidos, conservación del calor, y más.
- Tercer nivel: Este último, es un estudio a nivel microcelular del funcionamiento de las partes que integran un ser vivo para generar aportaciones tecnológicas relevantes.
- Punto de Momento Cero:
Es un concepto relacionado con la dinámica y el control de movimiento, fundamentalmente empleado en el proceso de locomoción bípeda, concretamente en robots humanoides. El punto de momento cero define el punto con respecto al cual la fuerza de reacción dinámica producida por el contacto del pie con el suelo no produce ningún momento de inercia en dirección horizontal, o lo que sería lo mismo, el punto donde la suma de la totalidad de las fuerzas horizontales, contabilizando la inercia y la gravedad sea igual a cero. El concepto asume que el área de contacto con el suelo es plana y que ejerce suficiente fricción para evitar que los pies se deslicen.
El punto de momento cero es un concepto fundamental en el movimiento de robots bípedos. En estos casos su movimiento debe ser planeado con respecto a la estabilidad dinámica de todo su cuerpo. Esta no es una tarea fácil, especialmente porque la parte superior del cuerpo del robot (torso) tiene una masa e inercia más grande que las piernas, que se supone que soportan y mueven el robot.
- Ambiente y terrenos:
Como primer acercamiento al lugar dónde se probará el objeto de diseño, se realizó una salida a los terrenos de la Cuidad Abierta en Ritoque. Los terrenos de Ciudad Abierta se caracterizan por ser diversos debido a sus diferentes alturas, ambientes y elementos como el agua, la tierra (arena) y el viento.
Para este desafío se observaron solamente los terrenos pertenecientes a la tierra y la arena, que son los lugares elegidos para diseñar el objeto. Así, se definieron tres posibles terrenos: tierra de la vega, arena de la duna, arena de la playa. Estos terrenos dieron cuenta de las características ha considerar para el diseño y desarrollo del objeto. Esto ya que cada uno cuenta con diferentes floras, alturas y pendientes, que representan obstáculos y dificultades para el objeto.
Es por ello que los siguientes conceptos serán considerados para el diseño del objeto.
- Equilibrio y estabilidad:
La diversidad de flora en el terreno provoca que este no sea liso y que la flora represente ciertos obstáculos que el objeto debe ser capaz de evadir o sobrepasar. Esto, sumado a la variante natural del suelo terroso que genera rugosidad e inestabilidad, lleva a considerar que el objeto debe repartir su fuerza de manera suficiente para que el caminar le permita una equilibrio y estabilidad suficiente para que pueda enfrentar estos diferentes obstáculos.
Otro punto a considerar en relación al equilibrio y la estabilidad son las pendientes presentes en las dunas, las cuales requieren de una fuerza suficientes para bajar.
- Peso:
Por otro lado, en el caso de los terrenos arenosos, es necesario que el objeto tenga el peso suficiente como para mantenerse sobre esta sin hundirse así como la fuerza suficiente para levantar sus patas desde la arena y moverse.
Otro elemento a considerar es el viento, pues la Ciudad Abierta se caracteriza por sus fuertes vientos, sobre todo en las dunas y en la playa. Así que nuevamente, el peso es importante, pues debe resistir lo suficiente como para no volarse y para caminar en contra del viento, así como también para bajar las pendientes de las dunas sin caer o rodar.
Considerando lo anterior, el objeto de diseño será diseñado para ser probado en la tierra de la vega así como en la parte baja de las arenas de la duna, pues con los terrenos más estables en relación al viento y a las pendientes, pues son lugares más planos y protegidos del viento.
Organismos observados
Cucarachas
The CRAM Robot, by PolyPEDAL Lab, UC Berkeley
https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=81Zv8PPF8bE&feature=emb_title
Las cucarachas no solo pueden aplastarse para entrar en grietas de un décimo de pulgada en menos de un segundo, sino que una vez dentro pueden correr a alta velocidad incluso cuando están aplastados por la mitad. "Lo impresionante de estas cucarachas es que pueden correr tan rápido a través de un espacio de un cuarto de pulgada como un espacio de media pulgada, reorientando sus patas completamente hacia los lados", dijo el líder del estudio Kaushik Jayaram. Además, pueden soportar fuerzas de 900 veces su peso corporal sin sufrir lesiones.
Así, utilizando la técnica de la cucaracha como inspiración, Jayaram diseñó un robot simple y económico del tamaño de la palma de la mano que puede extender sus piernas hacia afuera cuando es aplastado, luego lo cubrió con un escudo de plástico similar a las alas duras y suaves que cubren la parte posterior de una cucaracha. Llamado CRAM, por un robot compresible con mecanismos articulados, fue capaz de meterse y correr a través de grietas de la mitad de su altura.
Este robot podría es una podría ser una nueva posibilidad en la capacidad de búsqueda y rescate en los escombros que resultan de tornados, terremotos y explosiones. "En caso de un terremoto, los socorristas deben saber si un área de escombros es estable y segura, pero el desafío es que la mayoría de los robots no pueden meterse en los escombros", dijo Robert Full, profesor de biología integrativa en UC Berkeley. “Pero si hay muchas grietas, conductos de ventilación y conductos, puede imaginarse simplemente lanzando un enjambre de estos robots para localizar a los supervivientes y puntos de entrada seguros para los socorristas”.
https://news.berkeley.edu/2016/02/08/cockroach-inspires-robot-that-squeezes-through-cracks/
Arañas
Los arácnidos constituyen uno de los principales grupos de artrópodos, tanto por su diversidad como por la importancia funcional de algunos de sus representantes en los ecosistemas terrestres.
Para este desafío, nos centramos principalmente en investigar y observar cómo funcionan las patas de las arañas, pues estas se enderezan a través de un sistema hidráulico.
Las patas de las arañas tienen tres articulaciones mayores, y se subdividen en siete segmentos. (figura 1)
Las dos articulaciones con libre movimiento de rotación del fémur – paleta y tibia – metatarso (articulaciones tipo pivote en el borde dorsal de la pierna), y la casi inmóvil articulación de la cadera.
La extensión mas distal de la pata de la araña ocurre por la presión hidráulica ejercida por el prosoma que produce un flujo de la hemolinfa hacia las patas, que genera un aumento de presión en la zona. En la zona más próxima al cuerpo, la cadera funcional, el movimiento es ejercido producto de músculos presentes en la zona de la articulación coxa-femoral.
Relación entre la pata de la araña con la pata del prototipo
Cangrejos
El cangrejo común cuenta con 5 pares de patas. El primer par de ellas se llaman pinzas y son puntiagudas, alargadas y cuentan con pequeños dientes. Los otros cuatro pares terminan en punta.
Cuentan con exoesqueleto. La parte externa es muy dura y le sirve como esqueleto y sustento para su cuerpo.
La mayoría de los cangrejos caminan solo de lado, debido a que tienen las patas en posición longitudinal, hacia los lados. Sin embargo, un tipo de cangrejo, la especie de cangrejo soldado puede caminar hacia adelante y hacia atrás ya que su morfología es parecida a la de una araña.
El caminar de lado de los cangrejos se debe al componente estructural de las bisagras que están presentes en sus patas. Pueden moverse mucho más rápido si confían en moverse flexionando la segunda articulación de cada pierna, que solo se une lateralmente.
La mayoría de los cangrejos también tienen conchas aplanadas y más anchas que largas. Su movimiento de desplazamiento lateral se debe en parte a estas conchas, ya que restringen la cantidad y el rango de movimiento que es posible para los cangrejos en las articulaciones de la cadera, por lo que se ven obligados a confiar en sus articulaciones de la rodilla.
https://www.youtube.com/watch?v=C9UvdlX1bhs
Robot hecho en base al mecanismo de Theo Jansen, que simula el caminar de un cangrejo.
Para este proyecto, el cangrejo y la araña son los principales referentes biológicos, especialmente en lo que se refiere al diseño de las patas y a la dirección de movimiento.
Así, para las patas se realizó una mixtura entre las patas de ambos animales, buscando diseñar las patas del objeto dividas en las tres articulaciones mayores de la araña. La articulación más próxima al cuerpo de la araña, a la cadera funcional, es ejercido producto de músculos presentes en la zona, pues para generar el movimiento de la pata del objeto, colocamos el segmento más próximo al mecanismo que generara el movimiento, para que este se trasmita a toda la pata.
Por otro lado, se propone un desplazamiento lateral como el de los cangrejos, pues se plantea que el movimiento de cada pata se genera en este sentido y que es a través de estos pequeños “pasos” que el objeto comienza a desplazarse.
Referentes robóticos observados
En un segundo lugar, se investigaron diferentes mecanismos como referentes para solucionar y diseñar el desafío de movilidad. Estos, corresponden a mecanismos que son utilizados para el desarrollo de robots, esculturas cinéticas y para sustituir ruedas en ciertas ocasiones.
Mecanismos observados
Mecanismo de Theo Jansen
Theo Jansen es un artista y escultor cinético que se dedica a construir grandes figuras kinéticas imitando esqueletos de animales, hechas de materiales ligeros (como tuberías eléctricas), que son capaces de caminar usando la fuerza del viento.
El mecanismo Theo Jansen consiste en un grupo de barras unidas de manera estratégica, de tal manera que el movimiento es similar a las patas de algunos animales. (figura 2)
“Cardboard kinetic creatures”
Son animales hechos de cartón que utilizar en mecanismo de Theo Jansen para moverse y que funcionan a partir de un motor interno, un motor “simple” de batería que va conectado a engranajes los cuales mueven un eje que va conectado a las extremidades, en este caso las patas del animal. (figura 3)
El mecanismo está compuesto de 13 números, que siguen una proporción específica, definiendo las longitudes precisas de cada barra para asimilarse lo más posible a las patas de ciertos animales.
En la siguiente imagen se pueden apreciar las diferentes trayectorias que realiza cada articulación así como las articulaciones que representan puntos fijos en donde el movimiento en nulo.
Ejemplos:
- https://laughingsquid.com/strandbeest-walking-bicycle/ Walking Bicycle
- https://www.youtube.com/watch?v=2Oye-YD7NUo My Walking Machine
- https://laughingsquid.com/boneshaker-big-wheel-a-penny-farthing-style-cycle-with-a-pedal-powered-walking-drive-system/ Boneshaker Big Wheel
- https://www.youtube.com/watch?v=Pf7Pm4YyCeg Sphero Landstrider #make5000
Enlace de Klann
El mecanismo de Klann, fue desarrollado por Joe Klann en 1994, el cual era usado para desarrollar mecanismos de cuatro barras aplicados en grúas.
Es conocido como mecanismo de araña, debido a que su funcionamiento es semejante al movimiento de las patas de las arañas.
Es un dispositivo mecánico coplanario diseñado para simular el sistema de locomoción de las patas de los animales, con la misión de sustituir a las ruedas en terrenos muy accidentados. La conexión consta de un marco, una manivela, dos balancines de apoyo y dos acopladores, conectados mediante articulaciones cilíndricas. (figura 5)
Las proporciones de cada uno de los eslabones del mecanismo están definidas para mejorar el desplazamiento linear, pues cada paso equivale a una media vuelta de la manivela. Esto permite versatilidad, pues permite configuraciones de proporciones diferentes sin modificar el desplazamiento resultante.
Secuencia del mecanismo de Klann simulando el desplazamiento de un cangrejo y señalando las curvas que realizan la patas en relación al suelo.
Comparación Mecanismos
https://www.youtube.com/watch?v=WsRVu8BoSN4
Desarrollo primer prototipo
Para el desarrollo de este primer prototipo se decidió utilizar el enlace de Klann como base para dar movilidad al objeto, por lo que se realizó una maqueta de este enlace como acercamiento para ver cómo funciona y sus posibles variaciones.
Luego, se abarcaron los conceptos de estabilidad y equilibrio, manteniendo el enlace de Klann y considerando cuatro patas que se ubican de manera horizontal y paralelas entre sí, asimilando la estructura de los cangrejos. Inicialmente, se piensa en que ambas se mueven desde un mismo eje, sin embargo, su extensión genera un choque que no permite el movimiento completo de las patas.
A continuación, se decidió separar los ejes de las patas, añadiendo tres ejes a través de engranajes, en donde el del centro genera el movimiento de los otros dos que estan ubicados uno a cada a lado, permitiendo que ya no se genere el choque.
Cabe mencionar que para la maqueta se utilizo materiales ligeros como el cartón para las patas y engranajes, y palos de madera delgados para los ejes. Y para el prototipo se continuo pensando en un objeto construido a aprtir de materiales ligeros, por lo que se trabajo con madera de 4 mm para las patas, acrílico para los engranajes y palos de maqueta de 4 mm para los ejes.
Maqueta del prototipo
Prototipo
Referentes mecánicos
Engranajes
Para entender qué son los engranajes, primero es importante saber qué son las ruedas dentadas, las cuales componen un engranaje.
Las ruedas dentadas son ruedas que pueden girar a través de un eje central y que tienen dientes en su periferia con el objetivo de engranar con los dietes de la otra rueda y así transmitir el movimiento. Se encuentran de diferentes tipos en relación con la función que se desee.
Como se puede ver en la figura 6, están compuestas por un eje de revolución donde la rueda gira.
Tienen una circunferencia primitiva (1) que permite que las ruedas sean tangentes entre sí, lo que genera el roce que las engrana y las hace girar.
El diámetro de las ruedas (2) se refiere a la circunferencia circunscrita dentro de la rueda sin considerar los dientes. Este, puede ser utilizado para calcular a qué distancia estarán los ejes de las dos ruedas de un engranaje: la suma de los dos diámetros de paso, dividido por 2 es igual a la distancia entre los dos ejes de las ruedas. Dependiendo del diámetro la rueda tendrá más o menos dientes.
El módulo (m) corresponde al cociente que resulta de dividir el diámetro primitivo, expresado en milímetros, entre el número de dientes de la rueda.
Para que dos ruedas puedan formar un engranaje deben tener el mismo módulo.
El paso (3) es la distancia desde un punto en un diente al mismo punto en el diente adyacente.
Para que dos ruedas engranen ambas tienen que tener el mismo paso circular.
Entendiendo esto, podemos definir que los engranajes son un tipo de mecanismo utilizado para transmitir potencia mecánica de un componente a otro, que puedes estar conformados por dos o más ruedas dentadas, de manera que se transmite un movimiento circular mediante el contacto de estas dos ruedas.
Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo.
Para este proyecto utilizamos un mecanismo de engranajes simples con ejes paralelos y cilíndricos, y dientes rectos.
Aerogenerador
Un aerogenerador es un generador eléctrico que funciona convirtiendo la energía cinética del viento en energía mecánica a través de una hélice en energía eléctrica gracias a un alternador.
De esta manera, se genera energía eólica. Para este prototipo de diseño, se busca causar energía cinética suficiente para generar el movimiento de las patas, a través de la conversión de energía producida por el movimiento de las palas de un aerogenerador que son impulsadas por viento.
Los aerogeneradores están compuesto por dos elementos: un rotor compuesto por un eje y las palas (accionadas por viento), y un generador que se mueve por arrastre del rotor.
Uno de los tipos de aerogeneradores, y en el cual nos guiaremos, es el de eje vertical (posición del eje de rotación).
Como referente usamos la turbina eólica Savonius (figura 7) que es de ejes verticales y no requiere de motor, ya que permite un autoarranque.
Se caracteriza por tener dos semicírculos a través de la cual el aire es desplazado. La parte cóncava de los semicírculos capta el viento, mientras que la parte posterior tiene menor resistencia al viento, por lo que girara en el sentido que se presenta la menor resistencia.
Las ventajas de estos generadores son que no necesitan de un mecanismo de orientación respecto a la dirección del viento, siempre están alineados con el viento, por lo que se utilizan en zonas con viento de direcciones variables. También pueden generar energía en lugares con poco viento.
Correa de transmisión
Es un sistema de poleas (ruedas dentadas) y correa, que permite la transmisión de un movimiento circular entre dos ejes paralelos. Cada eje se conecta a una polea o rueda dentada y entre ambas se pasa una correa que transmite fuerza por efecto del rozamiento.
El giro de un eje se transmite al otro eje a través de las poleas. Las dos poleas y los dos ejes giran en el mismo sentido.
Para este proyecto, se tomó como referente la turbina eólica Savonius y se le añadió una tercera pala, con el objetivo de construir una tripala para obtener un sistema equilibrado y estable desde el punto de vista dinámico.
Este aerogenerador genera la energía que rotará los ejes del sistema de correa, siento el impulso “motor” que generara el movimiento del objeto de diseño.
Otros links de interés en la investigación
- https://singularityhub.com/2017/11/28/9-robot-animals-built-from-natures-best-kept-secrets/ 9 Animales Robot Construidos a Partir de los Secretos Mejor Guardados de la Naturaleza. [EN]
- https://addi.ehu.es/bitstream/handle/10810/36824/TFG.pdf?sequence=1 Análisis y Diseño de un Mecanismo Andante con Capacidad de Cambio de Dirección. Trabajo de Fin de Grado, Universidad del País Vasco, Escuela de Ingeniería de Bilbao, Daniel García Busto.
Desarrollo segundo prototipo
En el segundo prototipo, considerando la dificultad que representa trabajar con engranajes hechos con fabricación digital, se decide cambiar de mecanismo a una correa de transmisión que está compuesta por dos ruedas dentadas, como se explicó anteriormente.
Desde estás ruedas, salen otras que unen el mecanismo con las patas a través de los ejes de rotación, de manera que los ejes conectan todo el mecanismo.
Para impulsar estos ejes, se utilizan dos aerogeneradores de tripala, que cumplen la función de motor del sistema. Con ello, gracias al viento, estas turbinas rotan haciendo rotar al eje simultáneamente, y con ello, las ruedas que afirman las patas, causando así el movimiento de estas y el desplazamiento del objeto de diseño.
Con respecto a las patas, estas fueron engrosadas en relación con la proporción y el peso de este objeto, considerando como materialidad madera mdf de 6 mm. Además, se le quitaron algunas partes, simplificándola. Y se cambió la parte de las patas que va unida a la rueda.
En las imágenes adyacentes se pueden visualizar los cambios de las patas.
Además, se agregaron topes y bujes en todas las uniones entre los ejes y los planos de las ruedas, así como en las patas, con el fin de generar mayor agarre entre estas piezas a través de la sujeción y del aumento de la superficie de llegada, lo que permite además, que roten de mejor manera.
Aplicaciones
La contaminación por plásticos es un problema que está impactando cada vez más a todas las especies vivientes en el planeta Tierra, incluso a los humanos: estudios afirmar que un adulto promedio en Estados Unidos ingiere de 70.000 a 120.000 partículas de micro plásticos al año.
Los micro plásticos son plásticos de un tamaño menor a 10 mm. Principalmente, se producen debido a una serie de procesos químicos y físicos que sufren los plásticos comunes, reduciendo el tamaño de estos o fragmentándose, para luego convertirse en micro plásticos.
En Chile, según el Primer Estudio de Reciclaje de Plásticos en Chile (ASIPLA,2019) tan solo un 8.5% de los plásticos consumidos se reciclan. De ese 8.5%, el 17% de plásticos reciclados son de origen domiciliario, mientras que el 83% restante es de origen no domiciliario.
Considerando lo anteriores, se considera que este objeto de diseño podría ser parte de la solución que los micro plásticos representan, a través de incorporar una fina malla en la parte inferior del modelo que sea capaz de recoger micropartículas de basura y desechos al momento de desplazarse.
Para ello, esta malla debería estar sujetada a las costillas a través de pistones y bisagras, simulando la estructura de la garra de una retro excavadora, de manera que el agarre de la malla pueda contraerse y extenderse para ir recogiendo estos desechos.
Proyecciones
La primera proyección formal de este objeto de diseño es lograr que las patas sigan un recorrido que les permite levantarse para así generar mayor rango de desplazamiento lateral, y con ello, ocasionar mayor movimiento.
Para ello, se piensa que el eje que mueve la articulación 1 estaría inscrita en un recorrido que le permitiría mayor libertad de movimiento. Esto generaría que, con el giro de la rueda, la articulación ya no quedaría fija, si no, tendría un recorrido cíclico elipsoidal para que la articulación se desplace en vertical, provocando que la pata se levante levemente.
Este movimiento produciría que la pata no solamente se arrastré, si no, que pudiera dar pequeños “pasos” que aumentaría el rango movimiento lateral.
La segunda proyección formal de este objeto de diseño es disponer las patas de forma diagonal al cuerpo, de manera que se conforme una estructura en “x” que le entregue mayor estabilidad al modelo.
Para ello, se piensa cambiar la dirección de la perforación que une las patas con las ruedas, inclinándola de modo que el eje que une a estas dos piezas quedaría insertado diagonalmente, disponiendo las patas en cruz.
Planimetrías
Análisis y proyecciones de la propuesta
Sistema de Correas
En el segundo prototipo una de las problemáticas develadas fue que el largo de la correa utilizada para el mecanismo es muy corta en relación a las proporciones de las demás partes del prototipo, puesto que las turbinas deben estar en una cierta distancia para que no choquen y con la longitud de la correa actual, que es la que define la distancia entre los ejes por donde pasan las turbinas, estas chocan porque es muy corta. Es por ello, que se buscará otra correa más larga que permita generar mayor distancia entre los ejes, o en su defecto, se realizara una turbina más grande en vez de dos.
Gesto de la propuesta
Otra de las problemáticas encontradas es que el gesto no está bien definido y por lo tanto, el prototipo no está pensado desde el gesto, así que hay ciertos recorridos de las partes de las patas que no se están realizando como se espera, y lo que es más importante, la pata no se está levantando y sólo se arrastra, limitando el movimiento. Por lo tanto, se realiza una maqueta especifica para definir cuál es el gesto deseado que las patas del prototipo deben realizar y en función de eso se comenzará a arreglar y a definir nuevamente el mecanismo y la estructura.
Costillas
Una modificación que se desea realizar es cambiar la forma de las costillas que estructuran el mecanismo para darle un lenguaje formal cohesionado a la propuesta en relación a las piezas con las que se ha estado trabajando: formas y terminaciones ovaladas en las patas y circunferencias en los ejes, bujes, rodamientos y topes. Y agregar unos "largueros" entre estas dos costillas para entregarle mayor estructura al prototipo en sentido vertical.
Separación rueda y engranaje
Como segunda modificación se hace necesario el agregar una pieza la cual separe la rueda frontal del engranaje, ya que la correa choca con la pieza que une la pata a la rueda. Se genera esta pieza de separación.
Orientación patas: Diagonales
La tercera modificación corresponde a cambiar los topes y bujes antes propuestos para afirmar las patas de manera horizontal a la ruedas y costillas, por unas piezas que cumplan la función de unir y modificar la orientación de las patas, permitiendo que estás se distribuyan en forma de "x" en relación a la estructura, lo que también otorgará mayor estabilidad al objeto.
Desarrollo prototipo final
Maqueta del movimiento de la pata del objeto
Costillas
Prototipo final
Sistema de correas
En el segundo prototipo una de las problemáticas develadas fue que el largo de la correa utilizada para el mecanismo era muy corto en relación con las proporciones de las demás partes del prototipo, puesto que las turbinas deben estar en una cierta distancia para que no choquen y con la longitud de la correa actual, que es la que define la distancia entre los ejes por donde pasan las turbinas, estas chocan.
Por lo tanto, en esta ultima propuesta, se utiliza una correa más larga la cual permite generar mayor distancia entre los ejes, dando lugar a las dos turbinas que potencian el movimiento del objeto.
El Gesto: Estructura de las patas
Con el análisis previo realizado, se dio cuenta de que una de las problemáticas encontradas era que el gesto no estaba bien definido y, por lo tanto, el prototipo no estaba diseñado desde este, pues las patas no estaban levantando y solo se arrastraban.
Es por ello por lo que se realiza una maqueta didáctica del movimiento esperado de las patas, definiendo cual es el gesto y agregando una nueva parte a la pata que cumple la función de guiar el movimiento para que las patas logren levantarse en el andar.
Esta nueva pieza une la rueda con una de las articulaciones exteriores y tienen un calado que limita guiando el movimiento, tal como se ve en la imagen.
El gesto que ahora realizan las patas del objeto es el que se muestra en la maqueta didáctica y en las láminas de la secuencia del movimiento.
Costillas y "largueros"
Para darle un lenguaje formal cohesionado a la propuesta en relación con las piezas con las que se ha estado trabajando, formas y terminaciones ovaladas en las patas y circunferencias en los ejes, bujes, rodamientos y topes circulares, se modifican las costillas que estructuran el mecanismo. De esta manera, las formas siguen las mismas terminaciones circulares y ovaladas.
Además, se agregaron unos “largueros” entre las dos costillas para entregarle mayor estructura al prototipo en sentido vertical, limitando el balance que se genera en este sentido.
Se diseñan dos tipos distintos de largueros con distintas medidas, pues estos se disponen alrededor de la costilla, de manera que no afecten la estructura de las turbinas ni interrumpan el paso del aire ni el movimiento, por lo que su tamaño varía según la posición en donde se encuentren.
Diagonales Patas
La última modificación que se realizo fue el cambio en los topes y bujes antes propuestos para afirmar las patas de manera horizontal a la rueda y costillas, por unas piezas que cumplen la función de unir y modificar la orientación de las patas, permitiendo que estas se distribuyan en forma de “x” en relación con la estructura, lo que también otorga mayor estabilidad al objeto.
Planimetrías
Exposición Final
