Proyecto de Práctica

Bienvenidos al blog del grupo 1

Yolfran Leon 08-10610
Aulio Vasquez 08-11166
Jose Goncalvez 08-10456

Proyecto de Práctica

Establecimiento de la necesidad

El presente proyecto se desarrolla bajo el incentivo de diseñar un rack para bicicletas que puede acoplarse a los autobuses de la Universidad Simón Bolivar de esa forma se pretende que los estudiantes con bicicletas puedan moverse libremente desde y hacia el campus. El rack debe cumplir los siguientes requisitos: facil montaje y desmontaje en un tiempo no mayor a 30 segundos, que se acople y desacople a los autobuses de la universidad y garantizar la seguridad de las bicicletas.

Especificaciones técnicas

Funcionales:

• Peso máximo: 50 kg.
• Dimensiones: Rack en la parte posterior: Alto: 3.00mt Ancho: 1.60mt Largo: 1.80mt.
• Tipo de operación: Manual.

Condición de ambiente y entorno:

• Temperatura: Ambiente entre 15 y 35°c.
• Humedad: se encuentra a la intemperie (lluvia, polvo).
• Cargas: 5 bicicletas de 15 kg c/u. Vibraciones padecidas por el camino y el autobús.
• Tipo de trabajo: Montaje y desmontaje del autobús.
• Espacio físico y entorno: Uso en autobuses.
• Sustancias corrosivas: Evitar estas sustancias ya que pueden dañar las bicicletas.
• Fabricación: Laboratorios de la universidad.
• Almacenaje: debe ser armable para facilitar su transporte.

Usuario:

• Tipo de usuario: hombre y mujeres mayores a 1.50mt de altura.
• Interfaz hombre-máquina: el usuario coloca la bicicleta en el dispositivo y la asegura.
• Condición de ergonomía: evitar la interferencia con otras bicicletas en el montaje y desmontaje.

Interfaces:

• Con otros equipos: montaje y desmontaje sobre el autobús, evitar tapar los faros.
• Instalaciones: debe ser removible en otro autobús de dimensiones parecidas.

Vida del servicio:

• Vida del producto: 5 años.
• Modos de uso: 6 viajes de carga y descarga al día, 5 días a la semana.

Mantenimiento:

• Frecuencia: una vez a la semana.

Costo del producto:

• Costo de materiales y mano de obra: 5000 bsf.

Tiraje:

• 4, uno por cada ruta urbana.

Medios de fabricación y procesos:

• La mayor cantidad de componentes se compran en una ferretería, tal es el caso de los tubos de aluminio, tornillos, correas, entre otros. 
• Todos los ensamblajes son hechos en el laboratorio de prototipos de la USB.

Normativas:

• Ley de transporte terrestre y transporte de carga.

Documentación:

• Manual de montaje y desmontaje del rack.
• Manual de mantenimiento.

   Análisis Funcional 

    Diagrama de caja negra:

    Diagrama de funciones:

    Flujograma de carga:

    Flujograma de descarga: 

    

Búsqueda de información

     Analogías: 

   

   Analogía 1: Rack para carretillas 

      

      Está formado por un tubo doblado en forma de V el cual está soldado a un marco en forma de triángulo sujeto por dos vértices a algún estante o pared mediante tuercas o sujetadores, por el otro extremo se inserta el protector de la rueda de la carretilla quedando sujetada.

   Analogía 2: Rack de kayak

      Formado por un tubo doblado en forma de riel donde se apoya el kayak y es sujetado por una correa desde los dos dobleces en U que tiene el tubo, de esta manera queda soportado por debajo y sujeta desde arriba.

   Analogía 3: Soporte Universal para televisores

    Este es un dispositivo o mecanismo disenado para televisores LED, LCD y plasma de 26" hasta 40" especificamente, es de facil uso y presenta un sencillo montaje y desmontaje mediante tuercas y tornillos. Con este soporte de pared se podrá modificar o ajustar la posicion de la pantalla a gusto, sin realizar un gran esfuerzo para desplazar la television de un sitio a otro, este aparato permitira ver la televisión desde cualquier ángulo o posicion de su cuarto, oficina,etc.

   Búsquedas de patentes:

   Patente 1: 

      http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=1&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20080314&CC=CA&NR=2577643A1&KC=A1

     

     Consta de 3 juegos de soportes apernados al chasis del vehículo, los cuales se colocan uno sobre el otro para mejorar la estabilidad y hacer el montaje y desmontaje mas rápido, el primer set es un estilo de gancho que se ajusta a la estructura del vehículo, el segundo set se aperna al primero y posee una lengüeta donde se inserta el tercer set y se ajusta con pines por detrás, este tercer juego se aperna al rack de las bicicletas.

   Patente 2: 

      http://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?CC=KR&NR=100806049B1&KC=B1&FT=D&ND=4&date=20080226&DB=EPODOC&locale=en_EP

      

      La rueda delantera se coloca en el elevador y mediante un motor o aparato elevador esta es subida hasta que bicicleta quede totalmente vertical, tambien posee un sensor de altura maxima donde el mecanismo se detiene.

   Patente 3:

    Este es un mecanismo diseñado para  facilitar al usuario el montaje y desmontaje de las bicicletas sin la realización de un gran esfuerzo para levantar del piso  o bajar la bicicleta del rack, este dispositivo consta de un simple sistema de rampa añadida o ensamblada al mismo.

   Productos existentes: 

    Interlock de Sportworks

    

    Rack para sujetar bicicletas de manera vertical apoyadas sobre una pared, están sujetadas por la rueda delantera con un gancho y un riel de seguridad, al igual que un riel en la rueda trasera para evitar el desplazamiento relativo.

    Byk-Rak.

     

     Empresa dedicada a la fabricacion de racks para autobuses de los sistemas de transito de las ciudades mas importantes de los Estados Unidos.

    CRD INTERINATIONAL RACK EXPEDITION DELUXE

      Este es un dispositivo conectado a un automovil para el transporte de bicicletas, estos se pueden colocar o ensamblar en el techo o en la parte trasera del vehículo preferiblemente.  Este es un rack disenado para una capacidad maxima de 3 bicicletas, tambien es de facil uso, es decir, comodo montaje y desmontaje de las bicicletas, y puede ser instalado en casi cualquier automovil, y a su vez es de facil almacenamiento, ya que este disposotivo se pliega.

    Porta Bicicletas para autobuses

      Este es un nuevo tipo de sistema ergonómico, diseñado principalmente para la parte de la población que se desplaza en autobuses con  sus bicicletas. Este dispositivo permite trasladar las bicicletas de la forma más cómoda posible sin tener que ocupar espacio interno y externo del autobús, es decir es un mecanismo que si introduce en la parte interior (maleta) de los mismos.

    Leyes: 

•      Norma COVENIN 3355:1997
•      Ley de Transporte

Generación de Ideas

    Analogía forzada:

    Triz:

    Contradicciones:

   ·         El mantenimiento cuida y conserva el rack pero este consume recursos de mantenimiento (dinero, tiempo, productos)

   ·         La energía acciona el rack pero el rack consume energía

   ·         El autobús transporta el rack pero el rack aumento el peso del autobús

   ·         El autobús transporta el rack pero el rack aumento el largo del autobús

   ·         El rack sujeta la bicicleta pero esta produce desgaste mecánico al rack

   ·         El rack protege la bicicleta pero esta produce desgaste mecánico al rack

    Los más relevantes: 

  1.   El mantenimiento cuida y conserva el rack pero este consume recursos de mantenimiento (dinero, tiempo, productos).

    Aumentar la reparabilidad (34) sin desperdicio de tiempo (25).

    Soluciones según TRIZ: 32, 1, 10, 25

Ø Cambio de color: Pintar el rack de color oscuro para que no se distinga la suciedad tan frecuentemente.

Ø  Segmentación: Dividir el rack el varios módulos para solo retirar la parte que necesite mantenimiento

Ø  Acción Previa: Evitar zonas en la estructura donde se requiera mayor tiempo de limpieza y realizar mantenimiento preventivas.

Ø  Autoservicio: Aprovechar agua de lluvia para autolimpieza.

   2.    La energía acciona el rack pero el rack consume energía

   Aumentar la velocidad (9) sin consumir energía por un objeto en movimiento (19)

   Soluciones según TRIZ: 8, 15, 35, 38

Ø  Contrapeso: Colocar un contrapeso adicional parecido al de los ascensores para usar menos energía al levantar menos peso

Ø  Dinamicidad: Sostener la bicicleta al comienzo del accionamiento del sistema para vencer menos inercia.

Ø  Transformación de estados físicos y químicos: Usar elementos más livianos, en vez de cadenas usar correas, usar fibra de carbono en vez de acero

Ø  Uso de oxidantes fuertes: Usar aire oxigenado en pistones y compresores.

   3.       El autobús transporta el rack pero el rack aumenta la longitud del autobús.

   Mantener la conveniencia de uso (33) sin aumentar la longitud del objeto en movimiento (3).

Soluciones según TRIZ: 1, 17, 13, 12

Ø  Segmentación: Dividir el rack en varias partes sujetadas el autobús para evitar sujetar una con otra y aumentar su tamaño.

Ø  Moviéndose a una nueva dimensión: Colocar, cargar y descargar la bicicleta en una sola dirección.

Ø  Inversión: Tener el rack adentro del autobús.

Ø  Equipotencialidad: Dejar el rack permanentemente fijo en el autobús.

   4.       El rack sujeta la bicicleta pero esta le produce desgaste mecánico.

   Mantener la conveniencia de uso (33) sin comprometer la durabilidad de un objeto en movimiento (15).

   Soluciones según TRIZ: 29, 3, 8, 25

Ø  Uso de una construcción neumática o hidráulica: Usar sistemas accionados por pistones para sujetar la bicicleta.

Ø  Calidad Local: Todas las funciones del rack sean cumplidas por piezas individuales para no generar sobrecarga en ninguna.

Ø  Contrapeso: Colocar la bicicleta en un ángulo que no sea necesario sistemas de sujeción.

Ø  Autoservicio: Tener un sistema de lubricación y limpieza para darle mayor vida útil a la pieza.

Filtrado de ideas

   Todas las ideas expuestas en "generación de ideas" serán filtradas para llegar a una propuesta final. A continuación se muestra el siguiente diagrama con las ideas. Cabe mencionar que se utilizaron los checks y advertencia para simbolizar las ideas positivas e interesantes. 

   Luego de haber realizado el primer filtro de ideas (PNI) fue necesario realizar una segunda refinación  consiguiendo de esta manera ideas generales en conjuntos para solucionar cada una de las funciones especificas.

   Análisis morfológico:

   A) Fijar al autobús:

              1) Pernos y ganchos (fijar directamente al chasis)

              2) Pernos y ganchos (patente de juego de fijación)

   B) Cargar y descargar bicicletas 

          1) Motor eléctrico en dos direcciones que levante la bicicleta colocada en un rampa y la coloque en posición vertical mediante una guaya con un gancho en un extremo sujetada a la rueda delantera

   C) Sujetar bicicleta

           1) Un riel de soporte, un seguro tipo pinzas para la rueda delantera y pinzas ajustables para la rueda trasera

   D) Procesar señales

              1) Luces indicadores en cada paso (Seguro y carga/descarga) y botón de accionamiento de dispositivo

            2) Luces indicadores en cada paso (Seguro y carga/descarga) y accionamiento automático al asegurar bicicleta

   E) Garantizar usabilidad

           1) Rack de color negro, etiquetas con instrucciones de uso, modulo individual para cada bicicleta con mantenimiento preventivo y hecho en fibra de carbono.

}          2) Rack de color negro, etiquetas con instrucciones de uso, modulo individual para cada bicicleta con mantenimiento preventivo y hecho en acero.

   F) Proteger bicicleta

              1) Lona para la lluvia

              2) Techo duro con iluminación

   G) Cumplir normativas

            1) Menor a 14 metros de longitud, respetar el ancho del autobús y no bloquear faros ni visibilidad del conductor.

   Consideraciones para cualquier idea:

  ·       Motor eléctrico en dos direcciones que levante la bicicleta colocada en un rampa y la coloque en posición  vertical mediante una guaya con un gancho en un extremo sujetada a la rueda delantera.

  ·        Un riel de soporte, un seguro tipo pinzas para la rueda delantera y pinzas ajustables para la rueda trasera.

  ·        Luces indicadores en cada paso (Seguro y carga/descarga)

·   Rack de color negro, etiquetas con instrucciones de uso, modulo individual para cada bicicleta con mantenimiento preventivo

  ·     Menor a 14 metros de longitud sumando longitud del rack y longitud del autobús, respetar el ancho del autobús y no bloquear faros ni visibilidad del conductor.

Opción	Fijación	Señales	Material	Protección
1	Directo	Manual	Fibra	Lona
2	Directo	Manual	Fibra	Techo
3	Directo	Manual	Acero	Lona
4	Directo	Manual	Acero	Techo
5	Directo	Automático	Fibra	Lona
6	Directo	Automático	Fibra	Techo
7	Directo	Automático	Acero	Lona
8	Directo	Automático	Acero	Techo
9	Patente	Manual	Fibra	Lona
10	Patente	Manual	Fibra	Techo
11	Patente	Manual	Acero	Lona
12	Patente	Manual	Acero	Techo
13	Patente	Automático	Fibra	Lona
14	Patente	Automático	Fibra	Techo
15	Patente	Automático	Acero	Lona
16	Patente	Automático	Acero	Techo

Opción	Factibilidad Técnica (S,N)	Costo (10)	Especificaciones     (20)	Factibilidad fabricación (15)	Mantenibilidad (5)	Usabilidad (30)	Seguridad (20)	Total (100)
1	S	3.5	16	9	4	17	4	53.5
2	S	3.2	15	8	3.8	18	5	53
3	S	10	11	15	5	19	6	66
4	S	9.7	10	14	4.5	20	8	66.2
5	S	2.2	20	4	1.8	24	9	61
6	S	2	18	5	1.5	25	11	62.5
7	S	7	8	9	2.2	27	16	69.2
8	S	6.5	7	10	2	30	18	73.5
9	S	2.5	13	5	2.8	10	10	43.3
10	S	3	12	4	2.5	14	11	46.5
11	S	9.2	5	7	3.5	15	13	52.7
12	S	8.8	4	8	3	16	14	53.8
13	S	1.2	15	3	1	20	14	54.2
14	S	1	14	2	0.5	21	15	53.5
15	S	5	8	6	1.5	23	18	61.5
16	S	4	7	5	1	24	20	61

   Diagrama de Gantt:

Propuesta final

      Finalmente se llego a un rack para los autobuses de la USB, el cual soportara 5 bicicletas. Además sera construido de acero y posee un techo que lo protege de los agentes externos de la naturaleza. El siguiente dibujo muestra una idea de lo que se quiere hacer como prototipo.