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1. INTRODUCCION

El caballo es un sistema dinmico simple que puede simular el andar de

un animal cuadrpedo como el del caballo cuyos movimientos son

controlados por un solo elemento que podra ser un motor. El robot es un

sistema dinmico que usando mecanismos basados en la construccin

de ejes interiores permite el movimiento entre dos extremidades.

Actualmente no existe algn juguete que est basado en un mecanismo

similar, adems que las empresas regularmente en Per importan

juguetes de otros pases en lugar de desarrollar iniciativas nuevas y con

innovacin. Por lo tanto, nos hemos planteado la pregunta, si es posible

desarrollar un juguete para nios basado en el mecanismo de Theo

Jansen y de la misma manera del Robot, y en consecuencia, disear las

piezas adecuadas, tamao y planos para cada tipo de prototipo.

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2. RESUMEN

El presente trabajo se realiz porque para armar un objeto o prototipo se

requiere de planos, vistas, modelos, diseos de cada una de las piezas

del objeto, tanto del caballo como del robot. As mismo, el usuario final

requiere conocer la disposicin de las piezas en ambos objetos para

poder armarlo. Este trabajo se realiz para que el equipo de armado del

proyecto tenga las medidas, consideraciones, acotaciones necesarias

del trabajo y puedan realizar el armado de una manera correcta

ahorrando material y recursos humanos. El presente informe contiene

principalmente los objetivos, criterios, desarrollo de los diseos y las

conclusiones en general. Se ha tratado de incluir el mayor detalle de las

diferentes etapas en el desarrollo para definir el modelo de cada una de

las piezas, incluyendo planos en papel, prototipos, borradores, planos

explotados, entre otros.

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3. JUSTIFICACIN

La importancia de este trabajo radica principalmente en que se

proporcionar una informacin disponible al equipo de armado mediante

los planos y con los cuales podr dar paso al proceso de manufactura.

Los planos tendrn caractersticas que considerarn los criterios para

que el sistema de articulacin y movimientos se den de la manera

correcta, sin que esta sufra algn problema o se obstruya cuando est

en funcionamiento.

4. OBJETIVOS DEL EQUIPO

4.1. Objetivo general

El objetivo general de este informe es disear las piezas y elaborar los

planos de las piezas de cada uno de los prototipos.

4.2. Objetivos especficos

a) Proponer un diseo innovador cuyas piezas permitan un armado fcil

del juguete despertando el inters del nio.

b) Cumplir con los requerimientos de los dems equipos del proyecto a

travs de la retroalimentacin constante.

c) Seleccionar y utilizar correctamente los fundamentos mecnicos que

proporcionen un valor agregado a nuestro diseo.

d) Mejorar el diseo de los prototipos ya definidos enfocndonos hacia

un modelo de juguete infantil.

e) Utilizar las herramientas informticas adecuadas que nos permitan

trabajar eficientemente en el transcurso del desarrollo del trabajo.

f) Entregar los planos desarrollados de cada una de las piezas de

dichos prototipos.

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g) Elaborar un informe con los detalles del proceso de diseo de las

piezas en la wiki.

h) Describir la secuencia de trabajos realizados, criterios seguidos y

resultados obtenidos, en la coordinacin con cada equipo de trabajo

del proyecto.

5. CONCEPTOS USADOS

Para la elaboracin del diseo nos hemos basado en algunos conceptos

relacionados a sistemas mecnicos procurando de dar un sustento

cientfico a cada paso tomado en el desarrollo de este trabajo. Cuando

dos slidos estn unidos mediante articulacin el conjunto

cinemticamente el nmero de grados de libertad suprimidos por la

articulacin es como mnimo igual a la dimensionalidad del espacio.

5.1 MECANISMO DE THEO JANSEN

Este mecanismo simula el movimiento de la pata de un animal. Theo

Jansen, autor del mecanismo naci el 14 de marzo de 1948 en

Scheveningen al sur de Holanda, vive y 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.

5.1.1 Descripcin del mecanismo

Este 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,

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adems el punto C es fijo y va con el punto O alineados en lo que puede

llamarse el chasis o cuerpo del animal o mecanismo.

Figura 1: Disposicin de las partes de la 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 movimiento como el que se

muestra en la siguiente figura

Figura 2: Trayectoria del punto G.

La ventaja de esta trayectoria es que si el suelo es irregular la distancia

entre el mecanismo y el suelo es corta y se puede suspender de mejor

forma. Este mecanismo hace que sus medidas no puedan ser

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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.

5.1.2 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 de provocar dicha desestabilizacin.

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5.2 Articulacin cilndrica

Figura 3: Sistema de articulacin cilndrica

Para lograr una correcta interaccin cinemtica entre los diversos

elementos del caballo hemos utilizado articulaciones cilndricas.

Una articulacin cilndrica en tres dimensiones, que puede realizarse

mediante un pasador cilndrico o buln, elimina tres grados de libertad

traslacionales y dos grados de libertad de orientacin, haciendo que los

dos slidos compartan un eje de giro comn. En dos dimensiones no

puede distinguirse entre articulaciones cilndricas y esfricas, ya que en

una estructura o mecanismo plano slo se suprimen grados de libertad

traslacionales.

6. DESCRIPCIN Y METODOLOGA

El presente trabajo de diseo del caballo de juguete hecho en papercraft,

el cual consta de 11 piezas principales, tuvo como finalidad reproducir

los movimientos que realizan las patas de un caballo de verdad,

tomando como pauta uno de los modelos cinemticos de Theo Jansen.

Los rangos de movilidad estn en base a restricciones dadas por este

modelo y las dimensiones del sistema completo son las de un juguete

promedio.

El propsito de este proyecto es la investigacin de nuevas formas de

diseos de juguetes articulados que emulan el movimiento de sistemas

biolgicos, en este caso de las extremidades que dotan al caballo de

mordoneRectngulo