Mecanismo de Klann.

UNIVERSIDAD NACIONALAUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE NGENIERÍA DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL MECANISMOS (1659) MECANISMO DE KLANN Investigación No. 1 Linette Torres. Ingeniería Mecánica. Septiembre 2015. Tabla de contenido .3 Preliminares.........5 Composición................................................................................................. Mecanismo de Stephenson II............................................................................. Análisis.............................................................................................. III................................................................................................................... Análisis........................................................................................................ Inversiones........................................................................I............................................................. MECANISMO DE STEPHENSON................................................................................................... MECANISMO DE KLANN................................................................. CONCLUSIONES......................................... II.7 MECANISMO DE KLANN - 2- ....................................................... Funcionamiento.................................................................................................................................................................................................................................................................................... MECANISMO DE KLANN - 3- . Los mecanismos de Stephenson se caracterizan por que los dos eslabones ternarios (eslabones con 3 articulaciones) no están conectados directamente uno al otro. Así pues. Además. diseñó el material rodante y dichas locomotoras. otro concepto importante es el de mecanismo plano. que va desde Liverpool hasta Machester. Por ejemplo. que carecen de una articulación común. están diseñados para producir y transmitir fuerzas significativas. y los métodos geométricos han sido usados para el modelado de los mecanismos. George Stephenson fue un ingeniero mecánico y civil británico que nació a mediados de 1781 y que es conocido como el “padre de los ferrocarriles” debido a que se le atribuyen el diseño de la primera línea ferroviaria moderna del mundo. es el creador del ancho de vía estándar de 1435 mm (aproximadamente 4 pies 8 1/2 pulgadas). la transformación del movimiento de cualquier mecanismo de esta índole se llama movimiento coplanar. en otras palabras. Estos mecanismos. A continuación se muestran los mecanismos Stephenson I. Finalmente. Por otro lado. esto es. en su representación euleriana. Stephenson II y Stephenson III. según la definición de Hunt. el estudio de los mecanismos puede realizarse de las siguientes dos maneras: una asociada al análisis cinemático y otra la síntesis propia del mecanismo. son un medio de transmisión. la construcción de la primera línea ferroviaria pública del mundo a base de locomotoras a vapor destinada al sector minero de la época y la primera línea ferroviaria con transporte de pasajeros que utilizó locomotoras a vapor. Éstos son conformados por 6 eslabones unidos gracias a articulaciones. Además. y además. dichas curvas se encuentran en planos paralelos. algunos de los mecanismos más comunes que se encuentra en la bibliografía son aquellos que fueron inventados por George Stephenson. se han sistematizado y parametrizado las rotaciones finitas de multicuerpos rígidos con el fin de permitir el análisis de los componentes de los mecanismos. Existen tres tipos distintos. Además. Desde hace más de medio siglo. control o restricción del movimiento relativo que. correspondientes a tres inversiones cinemáticas del mecanismo. además. todas las partículas describen curvas planas en el espacio. que es el nombre que se le asigna a aquellos mecanismos en los cuales los lugares geométricos de todos los puntos son curvas planas paralelas a un solo plano común. En general. Mecanismo de Stephenson II. el estudio y creación de los mecanismos han sido primordial para el desarrollo tecnológico de nuestra humanidad. El ejemplo más típico de éste tipo de mecanismos es el de cuatro barras llamado Manivela-biela-corredera. Preliminares. el álgebra compleja. Actualmente existen diversas herramientas matemáticas y métodos de modelación que permiten el estudio de estos mecanismos.MECANISMO DE STEPHENSON. con base en los resultados obtenidos. Así que.=3 ( n−1 )−2 ( J 1 )−1 ( J 2 ) G. carece de semijuntas.Análisis. Además. L . cuenta con 7 pares cinemáticos inferiores.=15−14 ∴ Mecanismo desmodrómico . L . Si bien. L . gracias a la ecuación de Grübler–Kutzbach podemos asegurar que estamos ante un mecanismo debido a que cumple con la condición de tener únicamente un grado de libertad. MECANISMO DE KLANN - 4- .=1 G. esta última apreciable en el eslabón ternario de la izquierda y en la manivela de la parte inferior derecha. nos enfocaremos en el Stephenson II para continuar con un breve análisis. R n=6 de los cuales T=1 R R R R R J 2=0 J 1=7 rotacionales G. Por otro lado. los 3 mecanismos mencionados son primordiales en el estudio de la disciplina. El arreglo anterior consta de 5 eslabones y una tierra. L . todos del mismo tipo: juntas rotacionales.=3 ( 6−1 )−2 ( 7 )−1 ( 0 ) R G. dos ejes de balancín a tierra y dos osciladores. Los acopladores junto a la manivela en la vuelta y media permitirán que el chasis para el cual se usa el mecanismo se mueva en paralelamente al suelo. se muestran algunas de éstas.MECANISMO DE KLANN El mecanismo de Klann. Una de sus aplicaciones más comunes es la de los robots de estilo arácnido. pues cada paso equivale a una media vuelta de la manivela. Este mecanismo se compone de un eslabón ternario fijo. como es típico en los mecanismos. Además es considerado como una modificación de la cadena cinemática Stephenson type III. Movimiento de un mecanismo de Klann a 0°. varias inversiones del eslabonamiento de Klann. ya que fue diseñado para simular el caminar animal. El mecanismo de Klann. Funcionamiento. Las proporciones de cada uno de los eslabones del mecanismo están definidas para mejorar el desplazamiento linear. fue desarrollado por Joe Klann en el año de 1994 como una extensión del Estudio de Burnester. todos conectados por articulaciones de pivote. 180° y 270°. ya que el funcionamiento del mecanismo se asemeja mucho al de las patas de las arañas. permite convertir el desplazamiento circular en desplazamiento linear. por lo que se le conoce también como mecanismo de araña. 90°. una manivela. El resto de la vuelta de la manivela permite que el pie se eleve hasta una altura para posteriormente regresar a la posición inicial y comenzar de nuevo con el movimiento. Composición. Existe. MECANISMO DE KLANN - 5- . Ahora. Inversiones. el cual era usado para desarrollar mecanismos de 4 barras aplicado a las gruas de puerto. que es del tipo plano como el Stephenson. Notar que el recorrido de cada uno de los eslabones de muestra en amarillo. esta última es el eslabón ternario fijo ubicado entre las la manivela y el par de osciladores.=15−14 P G. Ahora. Análisis. n=6 de los cuales T=1 R J 1=6 rot . L . pues permite bastantes configuraciones diferentes sin modificar el tipo de desplazamiento resultante. Actividad esencial para el análisis. L . L . continuaremos con el análisis de los grados de libertad. Por otro lado. cuenta MECANISMO DE KLANN - 6- R .=3 ( n−1 )−2 ( J 1 )−1 ( J 2 ) R G. al igual que el Stephenson II. síntesis y diseño de cualquier mecanismo. 1 prism R J 2=0 R R G.=1 ∴ Mecanismo desmodrómico El arreglo anterior consta de 5 eslabones y una tierra. L .=3 ( 6−1 )−2 ( 7 )−1 ( 0 ) G.Con lo anterior puede comprobarse la versatilidad del Mecanismo de Klann. se pudieron comprobar. pues cumplieron ambas con la condición de la unidad en la ecuación de por Grübler-Kutzbach y no contaban con singularidades.con 7 pares cinemáticos inferiores. el desarrollo de estos mecanismos ha permitido a los humanos. pero en este caso. nos ha dejado aprovechar eficientemente los recursos de nuestro planeta. evitando las limitantes que conlleva el uso de neumáticos. a lo largo de nuestra historia. que las cadenas cinemáticas de Stephenson y Klann son mecanismos desmodrómicos al encontrase ancladas a tierra. pues el mecanismo de araña. no presenta singularidades de concurrencia. CONCLUSIONES De manera general. MECANISMO DE KLANN - 7- . y un sinfín de mejoras en diversas ramas. existen 6 rotacionales y un prismático. con base en los resultados obtenidos y gracias a la ecuación de Grübler–Kutzbach podemos asegurar que este arreglo es un mecanismo debido a que cumple con la condición de tener únicamente un grado de libertad. de escaleras. gravoso. Así pues. se pudo observar que los mecanismos desarrollados por el ingeniero Stephenson permitieron que posteriormente pudieran realizarse mecanismos más pequeños y versátiles. Nos han ayudado a desplazarnos velozmente. zona nombrada. Finalmente. De manera específica. y que a su vez. a transportar materiales de enorme masa. Finalmente. por lo que es importante que los ingenieros hagamos uso de estos conocimientos en mecanismos en virtud de la ética y sustentabilidad. analíticamente. tener enormes avances tecnológicos. permite que el chasis en el cual funge como sistema de motriz pueda desplazarse en terrenos irregulares (rocoso. este último producto del contacto entre el oscilador más largo y el piso. simetría o paralelismo. por mencionar algunos). a crear instrumentos para el sector de la medicina. serialidad. punto de trabajo. herramientas con las que hemos logrado adquirir una mejor calidad de vida. a abastecernos de los recursos necesarios para nuestra supervivencia. imac.es/DCIF/IMecanica/GestionCortizo/Metodolo~gia/conceptos%20de %20mecanica/Glosario%20de%20t%E9rminos/seis%20barras.co/adriamec/files/2013/08/capitulo-2.mecapedia.uji.es/mecanismo_de_6_barras_de_Stephenson.unam.pdf http://www.uclm. Teoría de máquinas y mecanismos.es/ingenieria-mecanica/teoria-de-maquinas/cuaderno_problemas.uc3m.edu.es/web_imac/pages/docencia/asignaturas/tm/pdfdoc_th/apuntes/apuntes_tema2. Mc Graw-Hill. Editorial Thomson. GARCÍA PRADA.pdf?sequence=3 http://www.unioviedo.pdf http://ocw.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.ptolomeo.unavarra.htm http://www. Robert L. NORTON.pdf http://www. pdf http://www.htm MECANISMO DE KLANN - 8- .utp.BIBLIOGRAFÍA. J.52.100/747/A3.Cuarta Edición. 2009. Diseño de maquinaria: síntesis y análisis de máquinas y mecanismos. http://blog. 2007.es/actividades/2010/CongresoIM/pdf/cdarticulos/041.248. MESOGRAFÍA Y RECURSOS VISUALES.