Documento de contenido Elaborado por: Grupo de Investigación Sistemas Inteligentes, Robótica y Percepción- SIRP- Pontificia Universidad Javeriana-Bogotá, 2010.
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TALLER 3 TRANSMISIÓN DE VELOCIDADES CON SISTEMA DE ENGRANAJES
Guía del Docente Área: Tecnología Tema: Transmisión de movimiento rotacional Objetivos: Introducir el tema de transmisión de movimiento rotacional de manera didáctica. Conocer la utilidad de los engranajes para reducir o aumentar la velocidad de giro. Analizar el sentido de giro de los engranajes.
Duración de la actividad: 1 hora y 30 minutos Materiales: El profesor deberá proveer a los estudiantes una estructura
similar o con las mismas funcionalidades a la que se muestra en la Figura 1
Figura 1: Estructura
Para la estructura se requiere: 9 Varillas o soportes metálicos de 30 cm cada uno (se puede utilizar otro material) 4 pies metálicos (soportes para el piso) Tornillos y tuercas para sujetar las varillas Cinta aislante Adicionalmente el profesor debe proveer al estudiante o indicarle que se requiere: Dos (2) ruedas dentadas (engranajes) de 4 cm de diámetro. Dos (2) engranajes de 2 cm de diámetro (en términos prácticos las dimensiones pueden variar, lo importante es mantener la relación de 1:2, 1:5, etc.) Tres (3) motores iguales, pilas (la cantidad de pilas debe ser suficientes para mover los motores, se pueden conectar en serie para aumentar el nivel de voltaje) Los pesos a utilizar.
Introducción La actividad presentada introduce al estudiante el tema de actuadores en robótica, los motores para este caso. De este tema se desprenden diversos conceptos que es necesario aclarar para comprender la finalidad de los actuadores. Se considera importante explicar la transmisión de velocidades con un sistema de engranajes, puesto que su uso es común en robótica y permitirá más adelante que el estudiante construya sistemas más complejos con base en este concepto. Para realizar el taller “Transmisión de velocidades con sistema de engranajes” se incluye una guía para el profesor y una guía para el estudiante. El docente debe revisar ambos documentos y explicar en una sesión previa a la realización de este taller, todos los conceptos que considere necesarios para que el estudiante aprenda y afiance de forma didáctica el tema presentado. Es necesario generar curiosidad al estudiante para que investigue y conteste previamente las preguntas planteadas en la guía del estudiante.
Descripción de la actividad La actividad que se presenta consiste en realizar un montaje con varios motores, para explicar los conceptos de actuador, engranajes, caja reductora y relación de transmisión. Para ello el profesor debe preparar previo a la clase el material detallado a continuación. El objetivo de esta actividad es familiarizar al estudiante con el uso de los actuadores y en robótica, a través de conceptos relacionados, tales como Motores, Velocidad de giro, Engranajes, Transmisión de velocidades.
Procedimiento Para la estructura: Utilice los pies metálicos para sujetar 4 varillas de tal forma que arme una base cuadrada. Levante 4 varillas, sujetándolas una a cada pie metálico. En los extremos de las varillas verticales cruce 2 varillas para que el estudiante pueda instalar los ejes de los motores. Asegúrese de abrir los huecos necesarios en las varillas para el trabajo en clase.
Prepare las pilas: Conecte las pilas necesarias en serie como se muestra en la Figura 2: Conexión de 2 pilas AA en serie. (Tenga en cuenta que en Colombia se consiguen estas pilas AA de 1.5 V, por tanto, para un voltaje final de 6 V, necesitará 4 pilas en serie). Una los terminales de las pilas asegurándose que hacen contacto permanentemente. Sujételos con cinta aislante. Finalmente pegue un cable rojo en el terminal positivo de las pilas en serie y uno negro en el terminal negativo para que el estudiante pueda realizar la conexión a los motores.
Figura 2: Conexión de 2 pilas AA en serie
Entregue la guía del estudiante e Indique al estudiante cómo instalar los motores: (Ver Figura 3: Motores) el motor debe estar fijo a las varillas instaladas por el estudiante y el eje debe girar libremente.
Figura 3: Motores
Nota: El profesor debe realizar previamente el taller indicado en la guía del estudiante para aclarar las dudas de los estudiantes en cuanto al procedimiento. Además debe explicar a los estudiantes los temas y conceptos relacionados con esta guía, que considere necesarios para la comprensión de la actividad a realizar. Consulte la página Mundo Robótica.
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Robótica:
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