Diseño e Implementación de un Módulo Didáctico para Representar el Movimiento Elíptico de la Tierra alrededor del Sol Utilizando un Mecanismo Basado en Elipsógrafo
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Date
2024-10
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo.
Abstract
Este trabajo presenta el Diseño y la Implementación de un Módulo Didáctico basado en un
Mecanismo Elipsógrafo para representar el Movimiento Elíptico de la Tierra alrededor del Sol,
con la finalidad de transmitir un conocimiento interactivo, siendo la línea Investigación el
Diseño Mecatrónico de Máquinas.
En un principio se realizó la investigación de los métodos y mecanismos que efectúan el trazado
de una elipse de forma manual. Se desarrolló la descripción del funcionamiento de cuatro
alternativas que puedan utilizar un tipo de mecanismos y mediante una matriz de evaluación se
seleccionó a solo una que puede incorporar un actuador con la finalidad de definir la lista de
requerimientos. Siguiendo los lineamientos de la Norma VDI2206, luego de realizar las
comparaciones de los principios de funcionamiento, se procedió a la selección del mejor
concepto de solución, el cual utiliza la transmisión de movimiento mediante el tren de
engranaje para el delineado de la elipse aplicando el desarrollo del dispositivo matemático
Acople Tusi.
El trazado elíptico ha sido simulado en GeoGebra y los engranajes del mecanismo se
obtuvieron aprovechando la tecnología de corte a láser en material MDF, después de ser
diseñados en AutoCAD como piezas 2D y en SolidWorks como ensamble 3D. También se ha
realizado el diseño de una manivela representado por un brazo eslabón que transmite el
movimiento circular al engrane generatriz que tiene una carga de 530 gramos. Para la lógica
de programación se ha empleado Arduino Uno encargado ejecutar el código de funcionamiento
y de controlar las entradas y salidas del sistema.
Para el delineado de la elipse se ha considerado un brazo extensión de 150 cmde longitud
generando una excentricidad de 0,553. Asimismo, se ha determinado la ecuación general de la
elipse usando la fórmula de cónicas y la fórmula del hipotrocoide con k 11.
Finalmente se realizó la validación del control de calidad.
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Engineering mechanics