MECANISMO DE THEO JANSEN

Manuel Ramrez Johan Parada Jordn Carrillo

RESUMENEl presente proyecto tiene como finalidad la realizacin de un prototipo Theo Jansen, con materiales econmicos de fcil accesibilidad y muy resistentes, en el cual se busca aplicarlos conocimientos adquiridos en la asignatura de mecanismos para un sistema en movimiento. Con los clculos correspondientes y la correcta realizacin del mecanismo a partir del plano se demostrar la aplicacin de la cintica de un cuerpo rgido, y la utilizacin de mecanismos de cuatro barras, al crear una araa mecnica la cual se desplaza gracias a un actuador.

ABSTRACTThis report explains the use of the matrix keypad 4x4 in a microcontroller since the development of its source code through a programming environment to the program execution illustrated in a small circuit which integrates two 7-segments displays and matrix keypad 4x4, in order to show the number pressed in the keypad.

PALABRAS CLAVESMecanismos, Mecanismo de Theo Jansen, microcontrolador.

INTRODUCCIN

El mecanismo Theo Jansen es una manera didctica para entender y demostrar los mecanismos de cuatro barras, puesto que permite conocer la

Posicin y ajuste exacto de cada pieza para que se produzca el movimiento con Fluidez. Teniendo como referencia el movimiento de una araa al desplazarse, se crea un prototipo que cumple la misma funcin, con un simple motor el cual impulsa al mecanismo.

OBJETIVOCrear un prototipo de Theo Jansen, dondese evidencielosmecanismos de cuatro barras y sus diferentes utilidades.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Adaptareldiseodelmecanismode Theo Jansen al prototipo que se realizar. Aplicarlosconocimientosadquiridos en la asignatura de Micros con la finalidad de que el prototipo pueda ser controlado mediante microcontroladores. MARCO TERICO MECANISMOSe le llamamecanismoa los dispositivos o conjuntos deslidos resistentesque reciben una energa de entrada y, a travs de un sistema de transmisin y transformacin de movimientos, realizan untrabajo MECANISMO DE THEO JANSENEste mecanismo simula el movimiento de la pata de un animal. Theo Jansen, autor del mecanismo naci el 14 de marzo de 1948 en Scheveningen alsur de Holanda, vivey trabaja actualmente en Holanda, durante los ltimos 10 aos ha estado diseando y perfeccionando estas mquinas que evolucionan con un algoritmo evolutivo donde el criterio principal para la evolucin de stos es el rendimiento de los elementos a la tarea encomendada, y utilizando los errores y las mejoras de las evoluciones para mejorar con la siguiente evolucin. Este diseo proporciona una forma sencilla de simular el andar de una pata real controlados por un solo elemento que podra ser un motor o el viento. Entre los mecanismo que ha creado Theo Jansen destacan: Geneticus, Rinoceronte, Sabulosa y Ventosa en las que el viento ha sido utilizado como motor.

MICROCONTROLADORUnmicrocontroladores uncircuito integradoprogramable, capaz de ejecutar las rdenes grabadas en su memoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea especfica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades funcionales de unacomputadora:unidad central de procesamiento,memoriayperifricosdeentrada/salida.

DESCRIPCION DEL MECANISMOEste mecanismo est formado por 7 slidos, de los cuales 5 articulaciones y 2 reas fijas, como se muestra en la figura; debe notarse que el eje al cual est adherido el motor se encuentra en el punto O, adems el punto C es fijo y va con el punto O alineados en lo que puede llamarse el chasis o cuerpo del animalo mecanismo

Figura 1: Disposicin de las partes dela pata del caballo

El punto A va adherido en la circunferencia o tambin puede ir en alguna regin del crculo lo que genera el movimiento de las extremidades hasta que el punto inferior G de la pata describa un movimientoEste mecanismo hace que sus medidas no puedan ser cualesquiera, sino que han de ser prcticamente la escala original; aunque permite pequeas modificaciones para optimizar la trayectoria del punto G en funcin de los pasos de la mquina, en la siguiente tabla se ven las medidas originales a escala que Theo Jansen dise:

Tabla 1: Dimensiones originales del modelo de Theo Jansen.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MECANISMO Las medidas que defini Theo Jansen han sido de tal manera que se busca una minimizacin de las fuerzas inerciales que aparecen cuando una de las patas permanece en el aire lo que puede provocar la desestabilizacin del mecanismo. Por ello, si cambiamos las dimensiones corremos el riesgo deprovocar dicha desestabilizacin.

PLANOS Y SIMULACIONES Para un buen funcionamiento de este proyecto fue necesaria la realizacin de los planos y simulaciones con la finalidad de evitar fallas o contratiempos.

Figura 2: Simulacin en Geogebra

Figura 3: Planos en Catia

MATERIALESLas piezas que componen el mecanismo sern creadas a travs de una impresora 3D Mbot cube, la cual utiliza un plstico llamado ABS, y el programa solidworks con el que se disean los componentes o partes del artefacto.

Figura 4: Mbot cube

CONCLUSIONES Gracias a la simulacin podemos analizar que las medida de los eslabones deben ser a escala, pues al variar estas magnitudes puede que la trayectoria del punto G cambie, o existan deformaciones en el mecanismo. En la simulacin se logr identificar la cantidad de actuadores (uno) que tendra el mecanismo y a su vez la ubicacin de los ejes que proporcionaran movilidad a cada una de las patas.

Se concluy que el mecanismo deber tener ms de cuatro patas para lograr un mejor equilibrio o estabilidad.

Los planos permitieron conocer e identificar cada una de las piezas y su respectiva funcionalidad, tambin nos permiti generar un explosivo el cual nos dar mayor seguridad en el ensamble del prototipo.

BIBLIIOGRAFIA:[1] http://productouni.wikispaces.com/2.DISE%C3%91O+Y+ERGONOM%C3%8DA[2]http://www.maquinometra.com/2013/02/mecanismos-autonomos-de-theo-jansen.html