Aerodeslizador

1. Estudiantes:
JEISON JAVIER VIRGUEZ CASTAÑEDA
WILMER PEREZ SILVA
Directores:
Ing. Nelson Arzola
Ing. Edwin Cárdenas
Bogotá D.C., junio de 2009
Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
HOVERCRAFT RC

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
•Elmercadodejuguetescolombianohatenidomuypocos
avancesenlosultimosañosconrespectoalacomercialización
dejuguetesRC(radiocontrol)connuevasfunciones.
•ConeldesarrollodelprototipoHovercraftseofrecenuevas
posibilidadestantoenmovilidadcomoenfuncionesde
entretenimientoaunbajocostoencomparacióndeotros
juguetesdelmismotipo.
•Todoelproyectohasidofinanciadoconrecursospropiosdelos
desarrolladoresdelmismoapartirdeunpresupuestoinicialde$
350000yconuntiempodedesarrollode4meses

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Enelmercadocolombiano,sepercibelassiguientessituaciones
conrespectoaestetipodejuguetes:
•losnuevosmodelosofrecenmuypocasinnovacionesconrespecto
amodelosdeañosatrás.
•Losniñosalversiemprelasmismasfuncionesyespecificaciones,
pierdenelinterésenestetipodejuguetes.
•Elmercadodejuguetesestásiendodominadoporlosjuguetesque
representanhumanos,animalesoseresnohumanos.
•Losmodelosacontrolremotoconmejoresfuncionestienenun
elevadoprecioygeneralmenteinteresanúnicamentealos
aficionadosdemodelismo.

4. ¿Existeunjuguetequelogreatraerlaatención
del públicoinfantil,confuncionesy
característicasnovedosas quesatisfagana
cabalidadlasnecesidadesdelcliente,creando
nuevasperspectivasrespectoalinterésen
juguetesacontrolremotoysucomercialización
enelmercadodejuguetesdeColombia?.

5. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Con el objetivo de establecer los requerimientos del cliente
primero se prepara las lista de medidas correspondientes a
las necesidades .Luego se recopila información sobre
benchmarking , se establecen los valores para los objetivos
ideales y marginalmente aceptables , finalmente se realiza
la casa de la calidad.

6. Luego de haber realizado una exhaustiva
recopilacion de datos mediante encuestas
y entrevistas se obtuvieron las siguientes
necesidades del cliente

7. Necesidades del Cliente
•El Hovercraft funciona normalmente en diversas superficies
•EL juguete tiene un diseño atractivo
•El juguete Hovercraft es seguro
•La carcasa del juguete es resistente
•El juguete consume poca energía
•EL juguete tiene larga vida de duración
•El Hovercraft posee funciones distintas a las comúnmente encontradas en otros juguetes
•El juguete Hovercraft es liviano
•El juguete es personalizable
•El juguete puedes ser en parte reciclable
•El juguete Hovercraft puede operarse en un rango amplio
•El juguete tiene una buena relación precio-calidad
•El juguete se puede transportar con facilidad
•El juguete Hovercraft no es lento
•Las piezas del juguete se encuentran en el mercado
•El juguete tiene la capacidad de halar otro juguete
•El Hovercraft es fácil de operar
•El juguete Hovercraft tiene la capacidad de transportar diferentes objetos livianos

8. LISTA DE MEDIDAS

9. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) I

10. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) II
5.0El hovercrfat funciona en diversas superficies.
5.0EL juguete tiene un diseño atractivo.
5.0El juguete hovercraft es seguro.
5.0La carcasa del juguete es resistente.
4.0El juguete consume poca energía.
4.0EL juguete tiene larga vida de duración.
4.0
El hovercraft posee funciones distintas a las comunmente
encontradas en otros juguetes.
4.0El juguete Hovercraft es liviano.
4.0El juguete es personalizable.
4.0El juguete puedes ser en parte reciclable.
4.0El juguete hovercraft puede operarse en un rango amplio.
3.0El juguete tiene una buena relacion precio-calidad.
3.0El juguete se puede transportar con facilidad.
3.0El juguete hovercraft no es lento.
3.0Las piezas del juguete se encuentran en el mercado.
2.0El juguete tiene la capacidad de halar otro juguete.
2.0El hovercraft es facil de operar.
2.0
El jueguetehovercrafttiene la capacidad de transportar
diferentes objetos livianos.

11. Objetivos ideales y magirnalmente aceptables I

12. Objetivos ideales y magirnalmente aceptables II

13. Finalmente se obtienen los siguientes
requerimientos con su respectivo valor
ingenieril

14. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)

15. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

16. Paralageneracióndeconceptosse
siguieronloslineamientosdediferentes
técnicasdecreatividadcomolalluviade
ideasylatécnicadecombinación,estos
fueronlosresultados:

17. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADASAlmacenar
energía
Mecánico
Electroquímica
Combustibles
petroquimicos
Eléctrico
Batería
recargable
Batería
zinc - carbón
Gasolina
Nitron
Resortes
Volantes
Condensadores
Celda solar
Compresíon
Torsíon
Cargador DC

18. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADAS señal de control
Alambrico
Inalambrico
Circuito analogico
digital
Implementar
microcontrolador
Adaptar control de
juguete alambrico
Comunicación USB
Comunicación
paralela
Comunicación
serial
Radio frecuencia
Microcontrolador
Bluetooh
Infrarrojo
Celular
Radio control DTMF
Circuito encoder
RC
Adaptar radio
control de juguete

19. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADASGenerar colchón
de aire
Vortice toroidal
conducto
ahuecado recto
Labio exterior
Configuracion
estandar
Fuelle
Pistòn
Conducto ahuecado
curvo

20. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADASSistema
propulsiòn
horizontal
Chorro de aire
comprimido
Helice
Propulsión
multiple
Turborreactor
Turbopropulsor
Turboventilador
Ramjet
Propulsión a chorro
Microturbina
Alas propulsoras

21. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADASEnsamblar y desensamblar
piezas
Ensamble pokayoke
Ensamble edo
uniones
Soldadura
liquida
Uniones
adhesivas
Ensamble
mecánico
Poner y quitar
carcasa
Poner y quitar
accesorios
Tornillos
Remaches
Tuercas
Colbon
Silicona
Boxer
Cinta
Contac

22. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADASSistema de
dirección
Rotar
Alerones
Motor que gire el
sistema propulsor
Sincronización de
sistema impulsor
Ventilador
atravesado
Inyección de aire lateral
mas persianas mobiles
Inyección de aire
lateral
Persianas moviles

23. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADASConvertir energía y señales de
control en funciones especiales
de entretenimiento
Producir sonidos y
melodias
Expulsar un
juguete pequeño
Lanzar un chorro de
agua
Lanzar un misil o
cuerda
Saltar como el carro
de meteoro
Circuito electronico
Circuito MP3
Resorte
Solenoide
Piston neumático
Catapulta
Jeringa
Motobomba
centrífuga
Palanca
Resorte en la parte
de abajo
Chorro de aire
Polvora
Resorte
Elastómero
Rodillos a alta
velocidad
Embolo

24. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADASConvertir energía
almacenada en energía
mecánica
Microservomotores
en la dirección
Motor de
combustible Nitron
Motor DC
Turbina electrica
Turbiana a gas
Blowers
Ventilador de hélice
Aspiradora
Un soplador de
hojas
Bomba de aire
Ventilador de aspas
y hélice
Micro compresor de
tornillo

25. Luego de haber clasificado los conceptos en
categorías se hicieron diversas tablas
donde se combinaron , para generar
conceptos generales de la maquina ,
luego se evaluó cada uno con respecto a
los requerimientos

26. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN

27. Alternativa Dominante
Concepto 2
•Batería recargable , ventilador , hélice , propulsión múltiple
•Ventilador hélice , configuración estándar , un faldón
•Servomotor , persianas móviles
•Mando juguete existente , emisor y receptor rc juguete existente
•Bomba de agua ,lanzar chorro de agua,
•Chasis , ensamble mecánico , accesorios ensamble mecánico

28. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO DOMINANTE Y
JUSTIFICACIÓN
Todos los componentes de la maquina se alimentaran de energía
eléctrica , generada por baterías eléctricas recargables ,se usara
como propulsión varios ventiladores y para la sustentación un
ventilador con un faldón de configuración estándar (bag skirt),el
aerodeslizador podrá maniobrar con un sistema de dirección
constituido principalmente por , un servomotor y persianas móviles ,
el circuito eléctrico rc utilizado será el de un juguete existente , que
tenga un alcance aceptable y como función especial se tiene lanzar
un chorro de agua por medio de una bomba eléctrica de agua , los
accesorios (carcasa) se unen al chasis por medio de ensamble
mecánicos (tornillos)

29. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•SELECCIÓN DE MATERIALES
Lamayoríadepiezasdelprototiposeránhechasenacrílico
,paraelchasis,aletasdedirección,seutilizaacrílicode3
milímetrosyparalacarcasade2milímetros.
.
Estematerialseescogióporsudisponibilidad,precio
económico,buenaspropiedadesmecánicas,bajopeso,
cumpleconlasnormasdeseguridad,ypudesermanejado
fácilmenteenlosmétodosdefabricacionseleccionados
(termoformado).

30. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•En la fabricación del faldón se maneja una tela sintética
que comercialmente se conoce como Lindaflex , se
escogió este materia por ser elástico , impermeable ,
económico .
•Para la unión de algunos componentes se usan algunos
pegantes especiales para el acrílico y el lindaflex, y
masilla epoxica para pegar otros componentes como el
motor de sustentación y el chasis .

31. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•Selección de componentes
estandarizados
•Tornillería
•Servomotor

32. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Mejora de detalles
Algunosdetallesdelprocesodefabricacióneinterfacesse
fueronrefinandoamedidaquepresentaban
inconvenienteslosquesehabíanplanteadocon
anterioridad,algunosdetallesdediseñocomola
configuracióndelfaldón,serefinaronpormediodela
experimentación.

33. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Aplicación de herramientas de ingeniería
•Paraelmaquinadodelaspiezasseusaron
principalmenteherramientasparatrabajarplástico,
comosegueta,cortadoresdecircunferencias,taladro,
lima,etc.
•Porsugeometríaespecial,lacarcasapresento
dificultadesensufabricación,enprimerlugarse
construyounmoldeconmadera,virutaycolbon,esto
fueantetodounprocesomanual,luegoelacrílicose
trabajoenunamaquinatermoformadorateniendocomo
baseelmoldequesehabíafabricado.

34. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
Las fotografias quedan pendientes

35. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Funcionamiento I
•Lasustentacióndelequiposebasaenunatécnicadenominadacojíno
colchóndeaire,quereducesustancialmentelafricciónconlasuperficie,
lanzandocontraestaunchorroconstantedeaireapresión.Elairese
mantieneasuficientepresiónmedianteunfaldónflexibleyseeyectapor
mediodeunmotoreléctricocaracterizadoporsualtavelocidaddegiro
•El prototipo es controlado por medio de señales de radiofrecuencia ,
provenientes de un emisor externo que las emite a una frecuencia de 27
MHz .Este sistema provee tres canales de transmisión (dirección ,
propulsión, activación bomba de agua) , el circuito receptor al recibir una
señal, emite un 1 lógico dependiendo del canal que se este usando , estas
señales son recibidas por un microcontrolador que las redirige a los
diferentes sistemas del prototipo según sea el caso .

36. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Funcionamiento II
•Elcontroldelsistemapropulsorsebasaúnicamenteenla
activaciónonodelosmotores,teniendoencuentaquees
necesarioimplementarunaetapadepotencia.
•Elcontroldelsistemadedirecciónsehacedirectamentesobreel
servomotorpormediodemodulaciónporanchuradepulso,PWM
(PulseWidthModulation).Elmicrocontroladorgeneraunaonda
cuadradaenlaquesevaríaeltiempoqueelpulsoestáanivelalto,
manteniendoelmismoperíodoconelobjetivodemodificarla
posicióndelservosegúndeseeelusuario.
•Labombadeaguaúnicamenteseactivaraodesactivaracuandoel
usuarioloindique.Elaguasetomadeuntanquequeseencuentra
enlaparteinternadeljuguete,demodoqueeltanquedebeser
llenadocadavezquesequierautilizareljuguete.

37. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Seguridad
Deacuerdoconlaresolución003388de2008setuvieronencuenta
muchosrequisitosqueseevidencianenlamaquinaenaspectos
como:
•Laspartestienenuntamañoquenopermitequepuedanser
tragadasporniños.
•Laspartesmovilesdeljuguete,comolosmotores,estáncerrados
enmallasqueevitanelcontactoconlasaspasenmovimiento.
•Laspartesdesmontablesdeljuguetecomolacarcasa,tienenla
resistenciamecánicaylaestabilidadsuficienteparasoportarlas
tensionesdebidasaluso,sinroturasodeformacionesquepuedan
causarheridas.

38. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
Esteprototipotienecomoprincipalobjetivoel
entretenimiento,siendoaccesibleparala
mayoríadelaspersonasdebidoasubajocosto
conrespectoaotrosjuguetessimilares.

39. ANÁLISIS ECONÓMICO
•COSTOS ASOCIADOS CON EL PROCESO DE
DISEÑO
Durantelaetapadediseñoloscostoseconómicosse
relacionaronprincipalmenteconpasajes,internet
,impresióndeinformesyplanos,quesuma$30000
aproximadamente,peroduranteestaetapaseinvirtieron
sobretodomuchoesfuerzoytiempo,queaunnose
puedeaproximaraunvaloreconómico.

40. ANALISIS ECONOMICO
COSTOS DE MATERIALES
Lacompradelosmaterialessuman$200000aproximadamente
•Baterías:$36000
•Componenteselectrónicos:$18000
•Servomotor:$36000
•Motores:$20000
•CircuitoRC:45000
•Otros:45000

41. ANALISIS ECONOMICO
Costos de fabricación
Loscostosdefabricaciónsuman $90000
aproximadamente.
•Herramientas:$40000
•Termoformado:$20000
•Otros:$30000

42. ANALISIS ECONOMICO
Costos de Ensamble
Estoscostosserelacionaronconeltiempoinvertidoenelensambledetodos
loscomponentesyeldesarrollodelmanualdeoperaciónylaversiónfinal
delosplanosmecánicosyeléctricos.
DESPERDICIOS (EXPERIENCIAS Y
RECOMENDACIONES)
Enestecasosedesperdiciomucholindaflex,yaqueelprocesode
construccióndelfaldónfuedesarrolladopormediodeensayoyerror.Cabe
destacarquedebidoaquenoteníamosadisposiciónotraformade
construirelfaldón,seintentominimizarelgastodelmaterialrealizando
ensayosaescalasmenoresqueelprototiporeal.

43. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Quedan pendientes hasta que se finalice toda la
construccion de la maquina y se pruebe su
rendimiento

44. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•L.YUN,A.BLIAU.Theoryanddesignofaircushioncraft.EditorialArnold,2000.
•FITZGERALDChristopher,WilsonRobert.HovercraftLightdesign.Notaspersonales
•UlrichKarl,Eppinger Steven.DISEÑO Y DESARROLLO DE
PRODUCTOS,ENFOQUEMULTIDISCIPLINARIO,McGrawHillInteramericana,2004.
•UllmanDavid,THEMECANICAL DESING PROCESS, McGrawHill
Interamericana,1992.
•RESOLUCIÓN003388DE2008
•http://www.rc-hovercrafts.com

45. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA EMPLEADAS
•Solid Edge 20
•Microsoft word,excel, power point 2007
•Metroworks Codewarrior
•Statgraphycs
•Proteus
•TexnicCenter

46. MUCHAS GRACIAS
JEISON JAVIER VIRGUEZ CASTAÑEDA –[email protected]
WILMER PEREZ [email protected]