2.DISEÑO+Y+ERGONOMÍA

=**RESUMEN**= El presente informe contiene principalmente los objetivos, criterios, desarrollo de los diseños 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.

=OBJETIVOS=
 * 1) Proponer un diseño innovador de juguete el cual despierte el interés en el niño y que igualmente cumpla con los objetivos de los demás grupos del curso.
 * 2) Seleccionar y utilizar correctamente los fundamentos mecánicos que proporcionen un valor agregado a nuestro diseño.
 * 3) Mejorar el diseño de prototipos ya definidos enfocándonos hacia un modelo de juguete infantil.
 * 4) Utilizar las herramientas informáticas adecuadas que nos permitan trabajar eficientemente en el transcurso del desarrollo del trabajo.
 * 5) Entregar los planos desarrollados de cada una de las piezas de dichos prototipos.
 * 6) Elaborar un informe con los detalles del proceso de diseño de las piezas en la wiki.

=**MARCO TEÓRICO**=

Este mecanismo simula el movimiento de la pata de un animal. Theo Jansen nació el 14 de marzo de 1948 en Scheveningen al sur de Holanda, vive y trabaja actualmente en Holanda, durante los últimos 10 años ha estado diseñando y perfeccionando estas máquinas que evolucionan con un algoritmo evolutivo donde el criterio principal para la evolución de éstos 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 evolución. Este diseño proporciona una forma sencilla de simular el andar de una pata real controlados por un solo elemento que podría 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.
 * PROTOTIPO 1: MECANISMO DE THEO JANSEN**

Este mecanismo está formado por 7 sólidos, de los cuales 5 articulaciones y 2 áreas fijas, como se muestra en la siguiente figura.
 * Descripción del mecanismo**

[[image:productouni/Imagen1.jpg width="223" height="247" align="left"]]
En la figura de la izquierda debe notarse que el eje al cual está adherido el motor se encuentra en el punto O, además 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. El punto A va adherido en la circunferencia o también puede ir en alguna region del círculo 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 figura de la derecha. La ventaja de esta trayectoria es que si el suelo es irregular la distancia entre el mecanismo y el suelo es corta y puede se puede suspender de mejor forma. Este mecanismo hace que sus medidas no puedan ser cualesquiera, sino que han de ser prácticamente a escala del original; aunque permite pequeñas modificaciones para optimizar la trayectoria del punto G en función de los pasos de la máquina, en la siguiente tabla se ven las medidas originales a escala que Theo Jansen diseñó:



Las medidas que definió Theo Jansen han sido de tal manera que se busca una minimización de las fuerzas inerciales que aparecen cuando una de las patas permanece en el aire lo que puede provocar la desestibilización del mecanismo. Por ello, si cambiamos las dimensiones corremos el riesgo de provocar dicha desestabilización.
 * Ventajas y desventajas del mecanismo**

=**DISEÑO DEL PROTOTIPO 1**= media type="youtube" key="CufN43By79s" height="259" width="361" align="left"

En el vídeo de la izquierda se aprecia el mecanismo es muy simple y aun así estimula la imaginación por los movimientos que realiza. La idea del juguete es que sea un producto que estimule el desarrollo de las habilidades de los niños pues tiene que ser educativo y debe contar con mecanismos simples, por tanto el producto propuesto por el área de diseño es un “autómata elaborado con técnicas de papercraft”. El papercraft es un pasatiempo el cual consiste en construir modelos 3d hechos en papel.

media type="youtube" key="Oq7j1m3fjtY" height="256" width="365" align="left"

Lo que se quiere lograr es diseñar una estructura hecha con papel (cartulina) lo suficientemente resistente como para lograr recrear el mecanismo de Theo Jansen impulsada por un pequeño motor eléctrico y se propone construir un prototipo como en el siguiente ejemplo, pero con un diseño propio y más sencillo de elaborar, para que los niños sean capaces de construirlo. Este juguete podría venderse en un kit de pliegos de cartulina impresos con las formas de las piezas ya troqueladas, para que el niño las desglose y proceda a doblarlas y pegarlas, además de que el kit traerá un motor listo para instalar sobre el juguete. Además, se podría innovar con otros mecanismos, y ser presentados de la misma manera, pasando a tener una colección de modelos en nuestra galería de productos educativos, pero lamentablemente por el poco tiempo que disponemos solo nos centraremos en desarrollar el mecanismo de Theo Jansen.

Se ha desarrollado un cronograma para el diseño del prototipo 1, sin embargo es necesaria la intervención del area de proveedores para conseguir los materiales. Lo más importante es que consigan lo antes posible el motor requerido, se explicó que podría ser un motor eléctrico de un carrito de juguete, esto seria ideal pues estos carritos cuentan con una caja reductora de engranes que permitirán transferir la potencia del motor al modelo y asi suministrale la fuerza de giro que se necesita, además deben conseguir las cartulinas adecuadas para la elaboración del prototipo así como el pegamento, las baterías para el motor eléctrico y un potenciómetro para controlar la velocidad del motor (esto es opcional).

Cronograma inicial de trabajo:
 * 1) Presentación el bosquejo de todas las piezas - Sábado 19 de noviembre (Fecha máxima)
 * 2) Presentación las piezas explotadas con medidas  Domingo 20 de noviembre (Fecha máxima)
 * 3) Adquirir un motor eléctrico con caja rectora - Lunes 21 de noviembre (Proveedores)
 * 4) Presentación del modelo en software -- Martes 22 de noviembre (Fecha máxima)
 * 5) Presentación en planos de prototipo al área de manufactura - Miércoles 23 de noviembre (Fecha maxima)

Cronograma de real de trabajo
 * 1) Presentación el bosquejo de todas las piezas  Domingo 20 de noviembre.
 * 2) Presentación las piezas explotadas con medidas --- Sábado 26 de noviembre
 * 3) Adquirir un motor eléctrico con caja rectora  Sábado 26 de noviembre
 * 4) Presentación modelo en software - Jueves 01 de diciembre
 * 5) Presentación planos de prototipo al área de manufactura  Jueves 01 de diciembre

En esta primera versión se ha procedido a diseñar las piezas en la vista tridimiensional, conforme nosotros hemos entendido el funcionamiento del sistema, principalmente de las patas y articulaciones que posee y considerando las medidas que en la siguiente figura se muestra. Primero se tomaron las proporciones de las distancias entre cada una de las articulaciones con la ayuda de una imagen captada de uno de los videos de internet en donde se aprecia el principio del movimiento de Theo Jansen, estas distancias fueron medidas manualmente. El punto giratorio es distinto para cada par de patas en ambos lados del caballo y ambos puntos están desfasados un ángulo de 120°.
 * Primera versión - Domingo 20 de noviembre**



Se ampliaron las medidas de la pieza para obtener un tamaño adecuado pero guardando la misma proporción, optando por un tamaño apropiado para un fácil armado de las articulaciones y pegado de las pestañas dobladas en cada pieza.

Con dichas dimensiones se han podido elaborar las siguientes esquemas que se muestran en las siguientes figuras:



En esta figura, hemos considerado las distancias de la figura anterior, pero de centro a centro de las piezas binarias y ternarias. Además se decidió que el punto A se ubicaría en la circunferencia de la región circular con centro O. Esta figura es una de las articulaciones es el segmento AB o AE de la figura anterior.

En esta figura, se puede apreciar los primeros trazos iniciales de las piezas del caballo y a su alrededor las piezas explotadas listas para armar. Cabe mencionar que no se muestran todas las piezas de las extremidades dado que todas son similares, es decir, se hizo el desarrollo de las articulaciones, el hombro, la pata y la palanca que va unidad a la región circular que va al centro del mecanismo.



En esta figura, se muestran las articulaciones con la pata plegadas en un intento de poder simular si funciona la articulación de ambas piezas y pensando en manejar posibilidades para los ejes que las ueden unir.


 * Procedimiento**
 * 1) Se examinaron y se determinaron las proporciones del caballo en un plano bidimensional, dichas proporciones fueron tomadas de muestras en vídeo.
 * 2) Se procedió a dar las tolerancias de cruce o intersección entre las partes de las piezas, debido a que las proporciones tomadas en el punto anterior fueron de centro a centro.
 * 3) Se analizó la forma de las piezas de las extremidades principalmente: pata, hombro, articulaciones y palancas. En esta primera versión se diseñaron 3 tipo de palancas.
 * 4) Se trazaron las piezas en papel y cartulina para luego proceder al recorte de las mismas.

Para este procedimiento nos apoyamos de los siguientes videos:

media type="youtube" key="EgBQ8do_tcA" height="315" width="420" align="left" media type="youtube" key="vUS0TspJDmY" height="315" width="420" En esta primera versión no se pudo realizar el diseño del chasis, cola, cabeza y cuello del caballo debido a que faltaba conocer las dimensiones del motor ya que esto servía para determinar el ancho del cuerpo del caballo y por tanto de las demás piezas. Fue importante entonces la coordinación con el equipo de proveedores.
 * Observaciones**


 * Segunda versión - Sábado 26 de noviembre**


 * Procedimiento**
 * 1) Las piezas que al inicio habían sido trazadas en papel, con las dimensiones a escala por 2 fueron trasladas al programa Autodesk Inventor.
 * 2) Se probó el funcionamiento en inventor el acople entre dos o más piezas.
 * 3) Se diseño el cuerpo, cuello y cabeza del caballo en el mismo programa Autodesk Inventor.
 * 4) Se utilizó el programa **3D Max Model** para transformar los archivos de **Autodesk Inventor** a archivos que puedan ser reconocidos por **Pepakura Model.**

Luego de esto se procedió a diseñar la cabeza y el cuello del caballo tomando en cuenta la locomoción que ambas partes deben tener y procurando que este movimiento sea parecido al de los mecanismos observados en los videos de youtube.

media type="custom" key="11862038" width="260" height="260"

Diseño de los Componentes en Inventor
 * ARTICULACION || [[image:productouni/9.jpg width="270" height="213"]] ||
 * CABEZA || [[image:productouni/10.jpg width="277" height="226" align="center"]] ||
 * CUELLO1 || [[image:productouni/11.jpg width="264" height="148" align="center"]] ||
 * CUELLO2 || [[image:productouni/12.jpg width="246" height="154" align="center"]] ||
 * CUELLO3 || [[image:productouni/13.jpg width="248" height="178" align="center"]] ||
 * HOMBRO || [[image:productouni/14.jpg width="249" height="162" align="center"]] ||
 * PALANCA || [[image:productouni/15.jpg width="239" height="149" align="center"]] ||
 * PATA || [[image:productouni/16.jpg width="240" height="195" align="center"]] ||
 * RUEDA || [[image:productouni/17.jpg width="239" height="159" align="center"]] ||
 * CHASIS || [[image:productouni/18.jpg width="232" height="186" align="center"]] ||

**Bosquejo del Mecanismo, Primera Versión. **



Diseño de los Componentes en Pepakura: = = = = = = = = = = = =

ARTICULACION
|| ||  ||
 * CABEZA || [[image:productouni/22.jpg align="center"]] || [[image:productouni/23.jpg align="center"]] ||
 * CUELLO1 || [[image:productouni/24.jpg align="center"]] || [[image:productouni/25.jpg width="268" height="369" align="center"]] ||
 * CUELLO2 || [[image:productouni/26.jpg width="392" height="222" align="center"]] || [[image:productouni/27.jpg width="280" height="410" align="center"]] ||
 * <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; font-size: 16px; line-height: 18px; text-align: center;">CUELLO3 || [[image:productouni/28.jpg align="center"]] || [[image:productouni/29.jpg align="center"]] ||
 * <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; font-size: 16px; line-height: 18px; text-align: center;">HOMBRO || [[image:productouni/30.jpg width="407" height="291" align="center"]] || [[image:productouni/31.jpg width="308" height="459" align="center"]] ||
 * <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; font-size: 16px; line-height: 18px; text-align: center;">PALANCA || [[image:productouni/32.jpg width="434" height="277" align="center"]] || [[image:productouni/33.jpg width="302" height="412" align="center"]] ||
 * <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; font-size: 16px; line-height: 18px; text-align: center;">PATA || [[image:productouni/34.jpg align="center"]] || [[image:productouni/35.jpg width="323" height="447" align="center"]] ||
 * <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; font-size: 16px; line-height: 18px; text-align: center;">RUEDA || [[image:productouni/36.jpg align="center"]] || [[image:productouni/37.jpg width="330" height="416" align="center"]] ||

**<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Tercera versión ** **<span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Procedimiento ** <span style="display: block; font-family: 'times new roman',serif; text-align: justify;">
 * 1) Se han realizado las piezas del caballo introduciendo cada vez las modificaciones necesarias, para poder minimizar los costes en tiempo, dinero y material.
 * 2) Tomando en cuenta el criterio estético se optó por dar una mayor medida al largo de las patas para poder hacer el prototipo más semejante a un caballo.
 * 3) La parte más difícil de esta primera etapa fue el diseño de la parte central donde va colocada la rueda y en donde se conectan 8 piezas en 2 articulaciones.
 * 4) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Se tomó la decisión de hacer un diseño tal como el que se aprecia en la figura, para esto las piezas tuvieron que ser rediseñadas tomando en cuenta los desniveles o escalones que contienen las piezas y las distancias de estos escalones para poder lograr adecuados ángulos de giro en las articulaciones.
 * 5) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">En la figura se aprecia la parte lateral del caballo en una vista horizontal (desde arriba) en la que se conecta la rueda con las 4 piezas denominadas PALANCA.

=**Vistas de las Piezas del Caballo**=

== Base
 * Ensamble de Caballo**
 * Base**[[image:productouni/Assembly2.jpg width="997" height="442"]]

Cabeza Cuello2 Cuello1 Cuello3

Cuello hombro

Eje1

Eje2

Eje articulaciones

Eje cabeza Eje cuello

Eje rueda Motor

Pata

Palanca

Hombro

Rueda

Guacha

Guacha Rueda

Guacha Rueda Palanca

Vistas Acotadas para Presentación

<span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; text-align: justify;">**Ventajas y Desventajas del Pepakura** <span style="display: block; font-family: arial,helvetica,sans-serif; text-align: justify;">**Limitaciones**
 * 1) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Nos permite explotar un solido para poder cortarlo de la manera más adecuada ahorrando recursos de material.
 * 2) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Luego de elaborar estos diseños usando el programa Pepakura hemos podido concluir que este programa ha sido de gran utilidad ya que es una solución al difícil problema de imaginar el desarrollo de una pieza de relativa complejidad.
 * 3) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">El programa Pepakura es una aplicación simple en la que no se pueden acotar piezas, este programa funciona bajo la simple lógica de ajustar las piezas al tamaño del papel por lo que se tiene que incurrir en muchos tanteos para lograr obtener la pieza con las dimensiones deseadas.
 * 1) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Recién se podrá determinar con precisión las dimensiones del chasis ya que el motor recién ha sido proporcionado el día de ayer 29 de Noviembre.
 * 2) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Aun no encontramos un mecanismo de articulación óptimo para el caballo que soporte los movimientos y desgastes continuos a los que estará sometido el prototipo.
 * 3) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">El programa Pepakura es una aplicación simple en la que no se pueden acotar piezas, este programa funciona bajo la simple lógica de ajustar las piezas al tamaño
 * 4) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">del papel por lo que se tiene que incurrir en muchos tanteos para lograr obtener la pieza con las dimensiones deseadas.
 * 5) <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Inicialmente se optó por elaborar el diseño de las articulaciones del caballo tomando como modelo el mismo mecanismo que se usa en las articulaciones del robot, pero este modelo fue descartado debido a la complejidad que este tendría en el proceso de armado, el excesivo tiempo que tomaría, a la dificultad que representa la elaboración de estas articulaciones debido a las dimensiones del caballo y a la poca estabilidad que da este mecanismo a la estructura que incluso debe ser resistente a los rápidos movimientos que realicen las articulaciones (estas articulaciones serían muy pequeñas y serían muy difíciles de recortar).
 * Criterios para el diseño de los componentes**


 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Se tomó como criterios en la elaboración de los desarrollos de las piezas en Pepakura:
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Formas adecuadas que proporcionen facilidad para el recorte de las piezas.
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Dimensiones adecuadas para un fácil ensamblado.
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">El correcto encaje del desarrollo de cada pieza en las hojas para su presentación
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">El correcto funcionamiento de las articulaciones en el prototipo ensamblado.
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Moderado tiempo de armado que tendrá el prototipo.
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Estética del prototipo, procurando que las dimensiones de las piezas logren tener una semejanza a un caballo tanto en apariencia como en el movimiento.
 * <span style="font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;">Minimizar la fricción entre los componentes de modo que se minimice el desgaste de las piezas.


 * Archivos del Diseño Final Formatos 3ds, Inventor, Pepakura, Autocad**



**Informe Final Equipo de Diseño**
media type="custom" key="11912534"


 * Enlaces de interés**
 * 1) Entrevista sobre diseño de juguetes: [|Pedro Reissig: El juguete como objeto de diseño]
 * 2) Principios físicos de los juguetes: [] y []
 * 3) "La Importancia del Diseño en el Desarrollo de Juguetes": [|“LA IMPORTANCIA DEL DISEÑO EN EL DESARROLLO DE JUGUETES”]