Grupo 9 Tarea 3 TE2 2018 A

De Casiopea
Revisión del 00:10 18 jul 2018 de Marcos Zavala (discusión | contribs.) (→‎Relato técnico)
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TítuloInforme Final Estructura II
AsignaturaEstructuras II 1° semestre 2018
Del CursoEstructura II 1º Semestre 2018
3
Alumno(s)Benjamin Rojas, Jose Tomas Marticorena, Marcos Zavala

Prototipo 1

Proceso Constructivo

Empezamos estudiando los prototipos y los algoritmos de Theo Jansen, por lo que decidimos realizar un prototipo basado en Strandbeest. Nos dimos cuenta de ciertas proporciones que debía mantener las patas que conforman el modelo, las llamadas proporciones doradas. Teniendo en cuenta esto, y que además tenía que ser de papel y con 40cm3 (definido en el encargo), nos dispusimos a materializarlo. Construimos el modelo a partir de patas, cigüeñal, dos bielas, y el chasis.

Empezamos construyendo las patas, dándole un volumen al modelo 2D del algoritmo de Strandbeest. Para esto hicimos paralelepópedos en las partes triangulares y pusimos una tira de papel en las partes rectas, pero para que este no se curvara por el peso propio, pusimos solapas en sus costados con el objetivo de rigidizar. Decidimos hacer 3 pares de patas, cada una de 5cm de ancho.

En las medidas que nos basamos hay 2 tipos de triángulos por pata, de manera que construimos los 12 triángulos totales. Para las uniones que conforman las patas creamos una tira larga, con solapas, que se pegaran a los triángulos y así le den la forma que buscábamos. Una vez armadas las patas observamos que el cigüeñal del prototipo construido en la escuela le daban 90° de inclinación para sus 4 patas. De acuerdo a esto hicimos la relación de grados que se necesitaban para 2 patas, concluyendo que habría una diferencia de 120° entre par de patas. De esta manera le daremos la forma al cigüeñal, haciendo una diferencia de 5cm entre patas, mas los 5cm de cada pata.

Después de armarlo nos dimos cuenta de que no se sostenía por sí mismo, ya que era necesaria una estructura que afirme de varios puntos a las patas (chasis y bielas), aparte del cigëñal ya hecho, por lo que creamos varias tiras de papel enrollado que irían en un enrejado en la estructura.

Prueba

Al momento de presentarlo, el mecanismo no funcionó totalmente, ya que se lograba sostener por sí mismo, además de que sostenido en el aire lograse hacer el movimiento completo, pero al momento de hacerlo caminar lograba hacer un movimiento interrumpido debido a la materialidad del cigüeñal, ya que no era suficientemente rígido como para resistir el movimiento de las patas. Además nos dimos cuenta que nos equivocamos en las medidas de los palos que van sujetados al cigüeñal (iban cambiados entre sí). Esto provocó que el movimiento con el cigüeñal no se ejecutara correctamente.



Informe 1

Relato técnico

  • Hipótesis del resultado:

Claramente hubo un error en la elección de materiales del cigüeñal, por lo que esta era la razón principal de que no funcionase, sin embargo pensamos que la discontinuidad del movimiento circular del cigüeñal se debía al tamaño que le dimos para cada pata.

  • Resultados:
  Escala de logros
   1. Se mantiene en pie, está en una posición en el espacio, la    estructura permite soportar el peso propio.
   2. Hay una voluntad de movimiento inicial, aunque finalmente no logre el desplazamiento.
   3. Hay desplazamiento con interacción de varias fuerzas (vectores).
   4. Desplazamiento con indicación inicial de un único empuje. 

El prototipo logró sostenerse en pie soportando su peso propio, sin embargo logró solamente un movimiento inicial sin desplazamiento, obteniendo así un 2 en la escala de logros.

  • Conclusiones:

No se logró completar el objetivo de hacer el movimiento mecánico continuo, ya que se debió trabajar con mayor rigurosidad en la construcción al momento de elegir bien los materiales y construir todo correctamente, pero a pesar de esto logramos caer en la cuenta en cierta medida de cómo funcionan estos mecanismos y de ciertos parámetros que deben cumplir, como lo son sus proporciones y rigidez para lograr sostenerse a sí mismo y el movimiento que involucra. El trabajar en papel involucró además un ingenio para hacer que este se logre mantener en pie a base de pliegues y hacer tubos (lograr cierta rigidez).

  • Posibles mejoras:

a: Mejorar la materialidad del cigüeñal, para que lograse resistir el movimiento de las patas.

b: Lograr una mayor regularidad en la forma, ya que esto iba entorpeciendo de a poco el movimiento.

c: Construir con las proporciones correctas para que el movimiento de las patas sea el correcto.

Prototipo 2

Proceso Constructivo

Las medidas ya las conocíamos y debíamos recoger la experiencia del prototipo anterior por lo que el mantuvimos las medidas. Debíamos pensar en un material de mayor rigidez que el papel y que a la vez sea igual de versátil a la hora de trabajarlo, optando por la madera, específicamente una plancha terciada de 9mm de espesor para equiparar la cualidad laminar. El problema que se nos presentó al elegir la madera fue que al optar por la rigidez, perdimos flexibilidad que debía tener en las articulaciones. La solución fue con diseñar un sistema de bisagra entre la madera sostenida por alambre, el cual además usamos para construir el cigüeñal.

El proceso constructivo de las partes de una pata: -Comenzamos por cortar largos de 3,2 cm de ancho y cortar 2 pares de triángulos para hacer el marco rígido. -Los largos de madera fueron cortados en su largo para obtener las piezas que vinculan los triángulos entre sí y con el cigueñal, además de usar los retazos de estos para unir los pares de triángulos. -Perforamos las piezas en cada extremo, al igual que en cada extremo de los triángulos para poder hacer pasar el alambre que los unirá. También fueron pegados con cola fría para madera los pares de madera entre los retazos. -Cortar los largos en sus extremos siguiendo un patrón para la unión de piezas teniendo 1 cm de encaje a lo largo y 1,2 cm a lo ancho. -Hacer unas “estacas” de alambre.

Al empezar a unir las piezas nos dimos cuenta que no eran capaces de rotar y que no tenían en espacio suficiente, por lo que tuvimos que lijar entre los encajes hasta que probando lograban rotar con libertad. Este proceso entero lo alcanzamos a repetir 4 veces obteniendo 4 patas para nuestro mecanismo.

Para unirlas debimos seguir el siguiente proceso: -Se pasó un largo alambre entre el agujero de las dos piezas más exteriores de una pata, se dobló para sellarlo por un lado, luego se dobló por el otro extremo siguiendo las medidas del cigüeñal del prototipo anterior, se colocó por el mismo agujero de otra pata. -Continuamos haciendo esto de manera intercalada hasta terminar colocando las 4 piezas sellando al otro extremo de la última pieza.

Prueba

Al probarlo por primera vez tuvimos ciertos problemas con las bisagras debido a la rotura de partes frágiles que quedaron culpa del lijado las cuales fueron rápidamente parchadas con silicona caliente, lo cual lo dejo en buen funcionamiento. Al probarlo en el sistema de tiro por peso logró moverse con la asistencia de un movimiento desde el lado izquierdo levantando levemente la estructura hacia arriba para que se destrabara.

Informe

Relato técnico

  • Hipótesis del resultado:

Creemos que la traba del mecanismo se produce principalmente por la falta de exactitud en las medidas requeridas para su buen funcionamiento, las patas tenían distintas alturas cada una debido al mal manejo que teníamos como grupo de las herramientas y del material mismo.

  • Resultados:
  Escala de logros
   1. Se mantiene en pie, está en una posición en el espacio, la    estructura permite soportar el peso propio.
   2. Hay una voluntad de movimiento inicial, aunque finalmente no logre el desplazamiento.
   3. Hay desplazamiento con interacción de varias fuerzas (vectores).
   4. Desplazamiento con indicación inicial de un único empuje. 

El prototipo logra moverse pero con la ayuda de leves fuerzas verticales alternadas entre movimiento horizontal.

  • Conclusiones:

Si bien logramos llegar a la conclusión de que el mal funcionamiento se da por la diferencia de alturas, también creemos que la estabilidad del prototipo se ve afectada por sus poca cantidad de puntos de apoyo.

  • Posibles mejoras:

a: Lograr un trabajo prolijo en la madera y sus herramientas para crear piezas más regulares.

b: Añadir más patas para crear más estabilidad.

c: Entender donde reside el punto correcto en donde debe ser aplicada la fuerza de tiro

Prototipo final (1)

Mejoras realizadas

Si bien el prototipo anterior logró funcionar, solo tenía 4 patas. Decidimos entonces agregarle 2 más para estabilizar el mecanismo con tal de que al avanzar, este equilibrado. Además con la experiencia del trabajo anterior la manufacturación fue mucho más prolija y tomamos menos tiempo al crear las piezas.

Proceso constructivo

Para agregarle dos patas mas fué necesario desarmar el prototipo. Se conservaron las piezas en buen estado para luego agregarlas con las nuevas, o sea las 2 patas y un cigüeñal aún más extenso.

Prueba

El mecanismo experimentó un retroceso en cuanto a la prueba anterior; no podía moverse, se quebraron las uniones patas-cigüeñal.

Informe final

Relato técnico

Este prototipo falló por la unión de las piezas con el cigüeñal. El alambre pasaría por agujeros en la madera para unir las piezas, pero estos al estar extremadamente cerca del borde, por esto se quebraron al ejercer fuerza sobre estas.

  • Hipótesis

No camina debido a la falla y ruptura debido a la delgada union que quedo por un lijar excesivo entre la unión patas-cigüeñal. Si bien no se llegó a los resultados esperados, fué por un error solo por la manufacturación desprolija. Las piezas por separado fueron elaboradas adecuadamente al igual que el cigüeñal.

  • Resultados:
Escala de logros    
   0. No logra mantenerse de pie. 
            1. Se mantiene en pie, está en una posición en el espacio, la    estructura permite soportar el peso propio.
   2. Hay una voluntad de movimiento inicial, aunque finalmente no logre el desplazamiento.
   3. Hay desplazamiento con interacción de varias fuerzas (vectores).
   4. Desplazamiento con indicación inicial de un único empuje. 

Al ejercer fuerza necesaria para que el mecanismo completo se mueva, los puntos de unión se quiebran y por esto se desarma el mecanismo por completo.


  • Conclusiones

Si bien es necesario que el mecanismo tenga más patas para estabilizar el movimiento, surge la urgencia de que los puntos de unión sean capaces de resistir la tensión que se genera una vez que al mecanismo se le aplica fuerza para intentar moverlo.

Prototipo final (2)

Hipótesis

Con un sistema de unión patas-cigüeñal más rígido se logrará resistir la tensión que genera la rotación del cigüeñal. Por esto, el mecanismo logrará moverse.

Construcción

Luego de desarmar el mecanismo, se volvió a fabricar las piezas rotas por no soportar la tensión de la rotación. Estas piezas de madera ahora tienen agujeros más al interior para que resista mejor la tensión. Resultados: