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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA INGENIERÍA EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

“DISEÑO DE UNA PLATAFORMA GIRATORIA EN ASIENTO DE AUTOMÓVIL PARA PERSONAS

DISCAPACITADAS”

TESIS

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE:

INGENIERO EN CONTROL Y AUTOMATIZACIÓN

PRESENTAN:

CHACÓN SANTIAGO YAN CARLO HERRERA HERNÁNDEZ MIGUEL ÁNGEL

RODRÍGUEZ CASTELÁN OCTAVIO CESAR

ASESORES:

M. EN C. PEDRO FCO. HUERTA GONZÁLEZ DR. JAIME JOSÉ RODRÍGUEZ RIVAS

MÉXICO D.F. JUNIO 2011

DISEÑO DE UNA PLATAFORMA GIRATORIA EN ASIENTO DE AUTOMÓVIL PARA

PERSONAS DISCAPACITADAS

2

ÍNDICE

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

1.1 OBJETIVO GENERAL………………………………………………………….............4

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS…………………………………………….……………...4

1.3 JUSTIFICACIÓN………………………………………………………...........................4

1.4 ANTECEDENTES DEL TRABAJO A DESARROLLAR………..…….......................5

1.5 APORTACIONES DEL TRABAJO……………………………………....…………….7

1.6 CONTENIDO DEL TRABAJO…………………………………………….....................8

CAPITULO 2 DESARROLLO DEL SISTEMA MECÁNICO

2.1 DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA…………………………………………........9

2.2 DISEÑO DE LA PLATAFORMA……………………………………………...............10

2.3 SELECCIÓN DE LOS ENGRANES………………………………………….......…...20

2.3.1 ENGRANES RECTOS…………………………….….....................................20

2.3.1.1 NÚMERO DE DIENTES…………………..………………………..20

2.3.1.2 MÓDULO…………………………………..……...............................21

2.3.1.3 DIÁMETRO PRIMITIVO………………....……………………….22

2.3.1.4 PASO CIRCULAR……………………….………………………….22

2.3.1.5 ESPESOR DE DIENTES……………………………………………22

2.3.1.6 DIÁMETRO EXTERIOR………………….…………………….....22

2.3.1.7 DIÁMETRO INTERIOR………………………………………...…23

2.3.1.8 PIE DE DIENTE………………………………………………..........23

2.3.1.9 ALTURA DE DIENTE…………………….….………………….....23

2.3.1.10 DIÁMETRO PITCH………………………..……………………...23

2.3.2 MECANISMO PIÑÓN-CREMALLERA…………........................................24

2.3.2.1 VELOCIDAD DE UNA CREMALLERA…....................................25

2.3.3 TORNILLO SIN FIN……………………………….........................................25

2.4 DISEÑO DE LOS ENGRANES EN SOLID WORKS……………………………......27

2.5 SELECCIÓN DE LOS MOTORES……………………………………………………28

2.5.1 POTENCIA MECÁNICA…………………………..……………………..….29

2.5.2 PAR……………...………………………………….…………………………..30

2.5.3 MOTORES DEL PROYECTO……………………………………………….31

2.6 INTEGRACION DEL SISTEMA MECÁNICO……………………………...………33

2.6.1 SIMULACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA

PLATAFORMA………………………………………………………………………….. ...35

CAPITULO 3 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ELECTRÓNICO



3

3.1 CONVERTIDOR DE CD-CD…………………………………………………….....….37

3.2 OPERACIÓN DEL CIRCUITO AL MOTOR……………………………...…...........39

3.3 CONTROL DE INVERSIÓN DE GIRO DE LOS MOTORES……...........................40

3.4 SELECCIÓN DE LOS INTERRUPTORES DE LÍMITE…………………………....41

3.5 SELECCIÓN DEL RELEVADOR LÓGICO…………………………………………43

3.5.1 CONEXIÓN DEL RELEVADOR LÓGICO………………………………...43

3.6 PROGRAMACIÓN…………………………………………………………………......44

CAPITULO 4 RELACIÓN DE COSTOS DEL PROYECTO

4.1 ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD……………………………………….……...….47

4.1.1 ESTUDIO TECNOLÓGICO………………………………………….……...47

4.1.2 SUMINISTROS…………………………………………………………....…..47

4.1.3 ESTUDIO FINANCIERO………………………………………….…….. ….48

CAPITULO 5 CONCLUSIONES………………………………………………..…………51

GLOSARIO……………………………………………………………………………….....52

BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………………………….54

ANEXOS……………………………………………………………………………………..55



4 Capítulo 1

CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN

En este capítulo se describen los objetivos principales del proyecto realizado, se muestra

una justificación de los motivos por el cual el enfoque al mismo, los antecedentes

históricos, que datan de los avances existentes a la fecha, de los sistemas y tecnología que

hay actualmente en base al proyecto realizado y las aportaciones al trabajo terminal.

1.1 OBJETIVO GENERAL

Diseño de una plataforma giratoria que permita posicionar un asiento de automóvil para

que pueda facilitar el ascenso y descenso de personas discapacidad.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Facilitar el traslado en automóvil de personas con algún tipo de discapacidad.

Evitar lastimar y agravar más la lesión de la persona discapacitada.

Evitar lesiones a personas encargadas de cuidar y trasladar a dichas

personas.

Hacer un sistema de control que esté al alcance de toda persona que le es difícil

entrar y salir de un vehículo.

Implementar una base giratoria accionada por un motor de CD

Controlar el asiento para que dé un giro de 90° a la derecha y 90° a la izquierda

Adaptar el proyecto en un automóvil económico que esté al alcance de

personas de bajos recursos.

1.3 JUSTIFICACIÓN

Los mexicanos con algún tipo de discapacidad suman cerca de 1, 800,000 personas. El

Consejo Nacional para Prevenir la Discriminación (CONAPRED) reporta años de

retraso. El transporte de las personas discapacitadas en México, como en muchos

países, es otro problema que espera una solución. En nuestro país este sector está mal

atendido en cuestión de transporte, principalmente en el área con nivel económico bajo.



5 Capítulo 1

Después de que el gobierno ha hecho implementaciones para personas con

discapacidad en el transporté público estos han fallado por la falta de cultura en

nuestro país y la discriminación hacia estas personas, se pensó en hacer un medio de

transporte en el cual las personas discapacitadas contaran con un transporte cómodo

donde no corran en riesgo como agravar más su problema o sufrir alguna lesión, por

este motivo se investigó como se trasladaban las personas discapacitadas y que sector

estaba más descubierto, la investigación dio como resultado que el sector más

descubierto es la clase baja, el siguiente paso fue investigar qué tipo de vehículo era el

más económico y utilizado por este grupo de gente, y el automóvil que arrojo dicha

investigación fue el tipo sedán, por ello nos enfocaremos en el modelo Tsuru por ser

uno de los más comunes y económicos en el mercado. [1]

1.4 ANTECEDENTES DEL TRABAJO A DESARROLLAR

La silla de ruedas fue creada especialmente para personas minusválidas. La primera

patente sobre una silla de ruedas data de 1869, como se indica en la fig. 1.1. Se trataba

de un modelo bianual impulsado por ruedas traseras. Al poco tiempo surgieron

nuevos modelos de tres ruedas, cuatro ruedas, eléctricas, esta se fue adaptando según la

necesidad de las personas [2]

Fig. 1.1 Silla de ruedas

http://es.wikipedia.org/wiki/Patente

http://es.wikipedia.org/wiki/1869



6 Capítulo 1

El sillón de transferencia como se indica en la fig. 1.2, fue implementado en camionetas,

esto se hizo para que las personas minusválidas giraran sobre él para desplazarse fuera del

vehículo.

Fig. 1.2 Sillón de transferencia implementado en camioneta

La rampa sencilla para camioneta es utilizada para poder subir la silla de ruedas sin tener

que bajar a la persona discapacitada de la misma, en la fig. 1.3 se muestra el diseño.

Fig. 1.3 Rampa sencilla para camioneta

La plataforma de doble brazo tiene la misma finalidad que la fig. 1.3, la diferencia entre

ambos diseños es que la fig. 1.4 tiene implementado un sistema mecánico.

Fig. 1.4 Plataforma de doble brazo



7 Capítulo 1

Transporte público para discapacitados. Se implementó una rampa de doble brazo que le

ayudara a personas discapacitadas a utilizar el transporte público como se muestra en la fig.

1.5, este sistema no fue de mucha utilidad ya que no dio el resultado esperado.

Fig. 1.5 Transporte publico

Grúa elevadora de sillas de ruedas. Fue implementado solo en camionetas su costo es muy

elevado, tiene como finalidad guardar la silla de ruedas una vez que la persona

discapacitada se introduzca en el vehículo como se muestra en la fig. 1.6.

Fig. 1.6 Grúa elevadora de silla de ruedas

1.5 APORTACIONES DEL TRABAJO

Este trabajo tiene como propósito, implementar la automatización del asiento de tal modo

que cumpla con las expectativas requeridas por el usuario tales como son: Tela especial

para un buen desplazamiento, un motor en el mecanismo, un relevador electrónico marca

ABB, una plataforma que permita girar el asiento 90° hacia la derecha y 90° hacia la

izquierda.[2]



8 Capítulo 1

1.6 CONTENIDO DEL TRABAJO

Se implementa a un automóvil tipo sedán (TSURU), en él se modifica el asiento del

copiloto, y opere de la siguiente forme: El asiento se montara en una plataforma que nos

permita girar 90° a la derecha y 90° a la izquierda, esto se hará por medio de un motor

reductor y un relevador electrónico programado es controlado como se desea, para que el

asiento salga del vehículo el operador oprime un botón de seguridad o desbloqueo , el

usuario discapacitado abre la puerta y el asiento sale, el cinturón tiene que ser abrochado

para que el asiento se guarde, para poder salir el cinturón deberá estar desabrochado de

esta forma el usuario hará un esfuerzo menor para entrar al automóvil.

A continuación se muestra una imagen que nos mostrara el tipo de discapacidad a que está

enfocado el prototipo a implementar en el asiento del automóvil. [2]

Fig. 1.7 Pérdida o discapacidad Fig. 1.8 Pérdida o discapacidad

Temporal de una extremidad inferior temporal inferior a la rodilla.

Fig. 1.9 Pérdida o discapacidad

De dos miembros inferior



9 Capítulo 2

CAPÍTULO 2

DESARROLLO DE SISTEMA MÉCANICO

Para el desarrollo del sistema mecánico, se diseñaron algunos mecanismos los cuales

permiten el giro de la plataforma, cabe destacar que en algunos casos la selección implico

algunos cálculos, los cuales se mencionan en el desarrollo del capítulo, así también se

muestran las piezas de diseño en Solid Works para la simulación del proyecto.

2.1 DESCRIPCIÓN DE LA PLATAFORMA

La Fig 2.1 describe el funcionamiento de la plataforma, es decir la forma en la que esta

opera para el ascenso de las personas.

ASCENSO

OPRIMIR BOTÓN DE SEGURIDAD O DESBLOQUEO

ABRIR LA PUERTA PARA QUE EL ASIENTO SALGA EL

CINTURÓN TIENE QUE ESTAR DES-ABROCHADO

SENTAR A LA PERSONA Y ABROCHAR CINTURÓN DE

SEGURIDAD

EL ASIENTO ENTRA Y SE PUEDE CERRAR LA PUERTA

2.1 Diagrama de bloques del funcionamiento de la plataforma para ascenso



10 Capítulo 2

La Fig 2.2 describe la manera en que la plataforma opera para el descenso de las peersonas

DESCENSO

ABRIR LA PUERTA PARA QUE EL ASIENTO SALGA EL

CINTURÓN TIENE QUE ESTAR DES-ABROCHADO

EL ASIENTO SALE Y LA PERSONA PUEDE SALIR DEL

VEHÍCULO

2.2 Diagrama de bloques del funcionamiento de la plataforma para

descenso

2.2 DISEÑO DE LA PLATAFORMA

El diseño se basó en el funcionamiento y diseño de algunos tornos, estas máquinas tienen

una estructura hueca en donde se coloca su mecanismo, de tal modo que reduce el espacio

que ocupa, este diseño fue el más viable para colocarse en el vehículo propuesto.

El diseño se simuló, utilizando los programas Auto Cad y Solid Works, en ellos se realizó

pieza por pieza tomándose las medidas reales del automóvil acotadas en (mm).

Después de realizar las piezas en Solid Works se explica pieza por pieza llevando el mismo

orden que se va a llevar a la hora de ensamblar.



11 Capítulo 2

De la figura 2.3 a) hasta la figura 2.3 d) se describe como fue realizada la base de la

plataforma en el programa Solid Works, la base está diseñada de acuerdo a la estructura

que tiene el vehículo, el extruido que tiene se realizó con el fin de fijar la plataforma del

mismo modo en que están los asientos, el extruido cilíndrico es la base de la flecha.

Fig. 2.3 a) Medidas laterales de la base Fig. 2.3 b) Cortes que permiten asegurar

Fig. 2.3 c) Medidas del extruido cilíndrico Fig. 2.3 d) Pieza terminada en Solid

Works



12 Capítulo 2

La figura 2.4 a) y la figura 2.4 b) muestran el diseño de la tapa, la cual va a ir entre la base

cilíndrica y la flecha está hecha de un material que se le conoce como chapa de teflón, su

función es impedir la fricción entre metales y por ende tiende a tener un mejor

funcionamiento al momento del giro.

Fig. 2.4 a) Medidas de la tapa Fig.2.4 b) Pieza terminada en Solid Works

De la figura 2.5 a) hasta la figura 2.5 d) se describe el valero que va dentro del cilindro de

la base, este permitira que la flecha gire con mas facilidad y al mismo tiempo evita la

friccion de los metales.

Fig 2.5 a) Medidas de diametro y grosor Fig. 2.5 b) Numero de rodemientos



13 Capítulo 2

Fig. 2.5 c) Radios y distancias Fig. 2.5 d) Pieza terminada en Solid Works

De la figura 2.6 a) hasta la figura 2.6 c) se describe el diseño de la flecha, la cual va a servir

como soporte de la tapa de la plataforma esta va a llevar una perforacion en la parte

superior para asegurar con un perno la tapa y la flecha.

Fig. 2.6 a) Diametro de la flecha Fig.2.6 b) Altura y perforacion



14 Capítulo 2

Fig. 2.6 c) Flecha terminada en Solid Works

De la figura 2.7 a) hasta la figura 2.7 d) se describe la adaptacion que lleva el motor para

colocar el sin fin con esto sea completa el mecanismo que hara el movimiento deseado de la

plataforma.

Fig. 2.7 a) Circunferencia y número Fig 2.7 b) Perforacion para sujetar la

flecha del motor



15 Capítulo 2

Fig 2.7 c) Medidas de perforacion Fig 2.7 d) pieza terminada en

Donde entra la flecha del motor Solid Works

De la figura 2.8 a) hasta la figura 2.8 d) se describe la tapa de la plataforma como ya se

habia comentado se ensambla en la parte superior de la flecha, en la tapa se colocara los

rieles del sillon y se coloca el segundo motor para hacer el segundo movimiento que

realiza la plataforma.

Fig. 2.8 a) Medidas base de la Fig 2.8 b) Medidas del cilindro donde

estructura se coloca la flecha



16 Capítulo 2

Fig. 2.8 c. Medidas de la perforación Fig. 2.8 d) Pieza terminada

de donde se asegura la base con la en Solid Works

flecha

De la figura 2.9 a. hasta la figura 2.9 c. se describe una lamina que se coloca en la parte de

baja del asiento, el motivo por el cual se pone dicha placa es con el fin de colocar en ella

una cremallera que junto con el motor y el engrane haran el movimiento del asiento hacia

atrás y hacia delante.

Fig. 2.9 a) Medidas de la placa Fig. 2.9 b) Medidas del corte donde va la

cremallera



17 Capítulo 2

Fig. 2.9 c) Pieza terminada en Solid Works

2.3 SELECCIÓN DE LOS ENGRANES

Para la selección de los engranes de la plataforma se desarrollaron algunos cálculos como el

numero de dientes el diámetro primitivo o el paso circular que se enuncian a continuación

para los tres tipos de engranes usados en el proyecto.

2.3.1. ENGRANES RECTOS

Los engranajes rectos son el tipo de engranaje más simple que existe, se utilizó

generalmente para dar movimiento a la plataforma, sus características son las sig.

Fig. 2.10 Características de los engranes rectos



18 Capítulo 2

2.3.1.1 NÚMERO DE DIENTES

El número de dientes que se simboliza con la letra (Z). No debe estar por debajo de 18

dientes cuando el ángulo de presión es 20º ni por debajo de 12 dientes cuando el ángulo de

presión es de 25º. Para el caso del proyecto se define mediante un estándar a 24 dientes en

base a las características del tornillo sin fin, el ángulo de presión y las normas ANSI

AGMA para el cálculo de engranes.[3]

2.3.1.2 MÓDULO

El modulo (M) del engrane es la característica de magnitud, que se tiene en la relación

entre la medida del diámetro primitivo, expresado en milímetros y el número de dientes del

engrane. El valor del módulo se fija mediante cálculo de resistencia de materiales en virtud

de la potencia a transmitir y en función de la relación de transmisión que se establece, esta

normalizado en base a la siguiente tabla que relaciona el numero de dientes del engrane.[3]

Tabla 2.1 Relación entre el numero de dientes y el módulo de un engrane

2.3.1.3 DIÁMETRO PRIMITIVO

El diámetro primitivo (Dp) es la circunferencia a lo largo de la cual engranan los dientes.

Con relación a la circunferencia primitiva se determinan todas las características que

definen los diferentes elementos de los dientes de los engranajes y viene dado bajo la

siguiente expresión.[3]

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_de_materiales



19 Capítulo 2

Diámetro primitivo: ………………………………………………………… (1)

Con la cual se obtiene un diámetro primitivo igual a 9.6 cm donde (Z) es igual al número

de dientes que son 24 y el módulo (M) es obtenido de la tabla 2.1 igual a 4, de tal manera

que obtenemos.

2.3.1.4 PASO CIRCULAR

El paso circular (Pc) es la longitud de la circunferencia primitiva correspondiente a un

diente y un vano consecutivos es a dimensional y viene dado en base a la siguiente formula.

……………………………………………………………………...………. (2)

De lo cual se obtiene

2.3.1.5 ESPESOR DEL DIENTE

El espesor de diente (S) es el grosor del diente en la zona de contacto, es decir la zona del

diámetro primitivo que viene dado bajo la siguiente expresión.

Grueso del diente: …………………………..……………………...………... (3)

Donde y se obtiene

2.3.1.6 DIÁMETRO EXTERIOR

El diámetro exterior (Dc) es el diámetro de la circunferencia que limita la parte exterior del

engranaje y está dado bajo la siguiente expresión.

………………………………………………………………….……………. (4)

Donde de tal manera que se obtiene



20 Capítulo 2

2.3.1.7 DIÁMETRO INTERIOR

El diámetro interior (Di) es el diámetro de la circunferencia que limita el pie del diente y

está dado bajo la siguiente expresión.

…………………………………………………………………………………………………….…………. (5)

Donde ya es sabido que se obtiene

2.3.1.8 PIE DEL DIENTE

El pie de diente también es conocido con el nombre de dedendum y es la parte del diente

comprendida entre la circunferencia interior y la circunferencia primitiva el cual estado

bajo la siguiente expresión.

Pie del diente: ……………………………………………………………..… (6)

Por lo tanto; el pie de diente será de 5

2.3.1.9 ALTURA DEL DIENTE

La altura del diente es la suma de la altura de la cabeza (adendum) más la altura del pie

(dedendum) y es el producto del módulo y 2.25 unidades predefinidas.

Altura del diente: …………………………………………………….… …… (7)

Y por lo tanto se obtiene Altura del diente =

2.3.1.10 DIÁMETRO PITCH

El diámetro pitch (Pt) para el engrane dado en el proyecto, es igual al número de dientes

por pulgada en el diámetro primitivo.[4] La relación entre el diámetro Pitch y el módulo es;

…………………...…………………………………………………..……… (8)

Y obtenemos

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%A1metro



21 Capítulo 2

2.4.1 MECANISMO PIÑÓN-CREMALLERA

El mecanismo piñón-cremallera tiene por finalidad la transformación de un movimiento de

rotación o circular (piñón) en un movimiento rectilíneo (cremallera) o viceversa. Este

mecanismo como su mismo nombre indica está formado por dos elementos componentes

que son el piñón y la cremallera.

El piñón es una rueda dentada normalmente con forma cilíndrica que describe un

movimiento de rotación alrededor de su eje.

La cremallera es una pieza dentada que describe un movimiento rectilíneo en uno u

otro sentido según la rotación del piñón.

El mecanismo piñón-cremallera funciona como un engranaje simple, esto significa que

tanto la cremallera como el piñón han de tener el mismo paso circular y, en consecuencia,

el mismo módulo el siguiente mecanismo fue propuesto para el deslice de dicha plataforma

adelante y atrás para el ajuste del asiento a la estatura del usuario.[3]

Fig. 2.11 Características del piñón y cremallera utilizadas en el proyecto

2.4.1.1 VELOCIDAD DE UNA CREMALLERA

Cabe resaltar la importancia del cálculo de dicha velocidad para saber el tiempo que toma

recorrer el asiento de atrás hacia delante y esto es determinado en base a la siguiente

formula.[3]



22 Capítulo 2

…..……………………………………………………………...…….... (9)

Donde

Y se considera que el motor de la cremallera gira a 40 N-m y su potencia es de 181 watts

especificado en el capítulo 2.4 y que se tiene una velocidad angular de.

A continuación se iguala la velocidad de la línea de paso del piñón con la velocidad lineal

de la cremallera

2.5.1 TORNILLO SIN FIN

Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos, que también se utiliza como

reductor de velocidad aumentando la potencia de transmisión. Generalmente trabaja en ejes

que se cruzan a 90º.

El número de entradas de un tornillo sin fin suele ser de una a ocho. Los datos de cálculo de

estos engranajes están en prontuarios de mecanizado.

Normalmente el contacto entre los dientes del tornillo sin fin y los de la corona ocurre en

un solo punto, es decir, en una superficie muy reducida de metal. Por tanto, cuando la

fuerza a transmitir es elevada se genera una fuerte presión en el punto de contacto sus

características vienen dados bajo las siguientes formulas y con las cuales obtenemos:[4]

Paso

………………………………………………………………………………… (10)

Y en base a este resultado podemos obtener el modulo

http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado



23 Capítulo 2

Módulo ……………….…………………………………….……….. (11)

El diámetro primitivo del sin fin es de 2”= 5.08 cm como medida predefinida en el diseño

Diámetro exterior …….….…….….……………………..….… (12)

Diámetro interior ………………………………...…………….. (13)

La fig. 2.13 hace relación a las características del tornillo sin fin utilizado en el proyecto

como su diámetro primitivo, Diámetro exterior y diámetro interior.

Fig. 2.12 Características del tornillo sin fin utilizado en el proyecto



24 Capítulo 2

2.4 DISEÑO DE LOS ENGRANES EN SOLID WORKS

Una vez obtenidos los parámetros de los engranes, se usa el programa salid Works para

diseñar los mecanismos y construirlos para la simulación del prototipo.

Los engranes construidos en el programa se en listan a continuación.

De la figura 2.13 a) hasta la figura 2.13 d) se describe el diseño del engrane, el cual va ir

acoplado en la flecha, su funcion va a ser que la flecha gire con la ayuda de un sinfín y un

motor.

Fig. 2.13 a) Diametro interno Fig 2.13 b) Diametro externo y

grados del corte de dientes

Fig. 2.13 c) Número de dientes Fig. 2.13 d) Pieza terminada en Solid Works



25 Capítulo 2

De la figura 2.14 a) y 2.14 b) describe el diseño del tornillo sin fin, este adapta al motor

acoplando al engrane que haran mover la flecha.

Fig. 2.14 a) Largo del tornillo Fig. 2.14 b) Corte en espiral para la cuerda

De la figura 2.15 a) hasta la figura 2.15 c) se describe el tipo de cremallera usada la cual se

elaboro en el programa de solid works para poder hacer el ensamble de la plataforma.

Fig. 2.15 a) Largo, ancho y espesor Fig. 2.15 b) Numero de dientes y

de la cremallera medidas de la cremallera



26 Capítulo 2

Fig.2.15 c) Pieza terminada en Solid Works

En La fig. 2.16 se muestra el segundo engrane el cual va a trabajar junto con la cremallera.

Fig. 2.16 Engrane de la cremallera

2.5 SELECCIÓN DEL LOS MOTORES

Los parámetros de operación del motor designan sus características, y es importante

determinarlas, ya que con ellas se conocen los parámetros determinantes para la selección

del motor y a continuación se muestran los cálculos para la selección del mismo.



27 Capítulo 2

2.5.1 POTENCIA MECÁNICA

Es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas de los elementos mecánicos,

(engranajes. De acuerdo con la mecánica clásica, el trabajo neto realizado sobre la partícula

es igual a la variación de su energía cinética (energía de movimiento), por lo que la

potencia desarrollada por la fuerza es:[4]

………………………………………………………………………………(14)

Donde:

P Es la masa de la partícula.

F Es la fuerza resultante que actúa sobre la partícula.

V es la velocidad de la partícula.

La distancia que recorrerá el asiento en el giro es calculada en base a los datos obtenidos

del anexo de la página 60.

El radio se obtiene del centro del asiento hacia la parte externa de la puerta H significa la

distancia en metros que recorrerá el asiento en el giro y se obtuvo de la sig. Forma.

……………………...………………………… (15)

En base a esto se puede determinar la velocidad del giro del asiento estimando un tiempo de

15 a 20 ser para el giro del asiento obtenemos

= 0.028 m/s……………………………………………… (16)

Y para el cálculo de la potencia del motor en kg m/s se tiene que 1 W equivale a 0.102 kgf

m/s, el peso a soportar en el asiento es de 100 kg aprox. Si tenemos que P = F * V y F=M*g

Tenemos lo siguiente

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cl%C3%A1sica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_est%C3%A1tica



28 Capítulo 2

Y para el caso del motor de la cremallera

La distancia de la cremallera es de 47.5 cm y se aproxima que esta corra en un tiempo

aproximado de 2 a 3 seg por lo tanto la velocidad será de.

En este caso la gravedad es despreciable para el eje x de tal forma que obtenemos lo

siguiente:

2.5.2 PAR DEL MOTOR

El par del motor es definido como el momento de fuerza que ejerce sobre el eje de

transmisión.

La potencia desarrollada por el par es proporcional a la velocidad angular del eje de

viniendo dada por:

……………………….…………………………………………………. (17)

Donde: P = potencia en watts

M = Es el par del motor en N·m

= velocidad angular en rad/s

Mediante esta fórmula tenemos que la velocidad angular en los motores es de

= para el primer motor

= para el segundo motor

y como resultado de los cálculos obtenidos tenemos los siguientes motores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_(f%C3%ADsica)



29 Capítulo 2

2.5.3 MOTORES DEL PROYECTO

Ya realizados los cálculos se seleccionan los siguientes motores en base a los parámetros

obtenidos.[7]

Fig. 2.17 Motor seleccionado para la plataforma

En la tabla 2.2 se muestran los datos técnicos del motor de la plataforma.

DATOS TÉCNICOS

NÚM. DE PARTE 3 137 230 006

VOLTAJE NOMINAL VN 12 V

POTENCIA NOMINAL PN 274 WATTS

CORRIENTE NOMINAL IN 30 A

VELOCIDAD NOMINAL VN 2400 MIN-1

PAR T 105 N.M

ROTACIÓN ADELANTE-REVERSIBLE

PROTECCIÓN IP 03

Tabla 2.2 Datos tecnicos del motor

La fig 2.18 muestra las dimensiones del motor de la plataforma en milimetros.

La figura

Fig.2.18 Dimensiones del motor en milimetros



30 Capítulo 2

La fig 2.19 Muestra el motor seleccionado para la cremallera.[7]

Fig.2.19 Motor seleccionado para la cremallera

La tabla 2.3 muestra los datos técnicos del motor de la cremallera

Tabla 2.3 Datos técnicos del motor de la cremallera

La fig 2.20 muestra las dimensiones del motor de la cremallera en milímetros

Fig. 2.20. Dimensiones del motor de la cremallera en milímetros

DATOS TÉCNICOS

NÚM. DE PARTE 3 137 277 744

VOLTAJE NOMINAL VN 12 V

POTENCIA NOMINAL PN 181 WATTS

CORRIENTE NOMINAL IN 20 A

VELOCIDAD NOMINAL VN 2000 MIN-1

PAR T50 N.M

ROTACIÓN REVERSIBLE

PROTECCIÓN IP 03



31 Capítulo 2

2.6 INTEGRACION DEL SISTEMA MECÁNICO

Una vez que se explico el diseño y funcionamiento de cada una de las piezas que integraran

la plataforma, la integracion de dichas piezas se hara en el programa SolidWorks para tener

un mejor ensamble.

En la fig.2.22 se muestran todas las piezas a ensamblar, las cuales se elavoraron en el

SolidWorks, se realizara llevando un orden.

Fig.2.21 Piezas listas para ensamblar



32 Capítulo 2

En la figura 2.23 se observa el orden de ensamble que se llevo acabo, de esta forma de esta

forma se aemara al momento de adaptarse al automovil, el orden va de abajo hacia arriba.

Fig. 2.22 Orden de ensamble

De la figura 2.24 a) hasta la figura 2.24 d) se muestra como quedara la plataforma ya

ensamblada.

Fig. 2.24 a) Vista de frente Fig. 2.24 b) Vista lateral



33 Capítulo 2

Fig. 2.24 c) Vista desde arriba Fig. 2.24 d) Vista desde abajo

2.6.1 SIMULACIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLATAFORMA

La parte de la simulación consiste en hacer una representación paso a paso del

funcionamiento que realizara la plataforma una vez implementada en el vehículo.

De la figura 2.25 a) hasta la figura 2.25 g) se muestra paso a paso el funcionamiento de la

plataforma, el cual es de la siguiente forma: la plataforma estando en su posición normal da

un giro de 90° a la derecha, una vez terminando de hacer el giro el asiento saldrá de 10 a 20

centímetros, después el asiento regresara a su lugar, una vez haciendo esto, la plataforma

dará un giro de 90° ala izquierda hasta llegar a la posición inicial, de esta manera terminara

el trayecto programado.

Fig. 2.25 a) Posición inicial Fig. 2.25 b) Giro 90° a la derecha



34 Capítulo 2

Fig. 2.25 c) Fin del giro de 90° Fig. 2.25 d) El asiento sele de 10 a 20 cm

Fig. 2.25 e) El asiento regresa a Fig. 2.25 f) Giro de 90° ala izquierda

la posición inicial

Fig. 2.25 g) La plataforma regresa a la posición inicial

DISEÑO DE UNA PLATAFORMA GIRATORIA EN ASIENTO DE AUTOMÓVIL PARA PERSONAS DISCAPACITADAS

35 Capítulo 3

CAPÍTULO 3

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ELECTRÓNICO

Se maneja un motor de corriente directa, tiene dos entradas lógicas A y B, y dos salidas

denominadas también A y B. Si la entrada A es alta, entonces la salida A también será alta

y el motor gira en un sentido. Ahora, si la entrada B es alta, la salida B es alta y el motor

gira en sentido contrario. Si las dos entradas son bajas, el motor no opera y no existe

consumo de potencia alguno. Por el contrario, si las dos entradas son altas, el motor entra

en corto pero no sufre daño alguno, ya que esto se hace para producir un efecto de frenado

del motor. Esto solo se hace por un corto tiempo.[6]

En la fig.3 se muestra el diagrama electrónico del convertidor de CD-CD.

Fig. 3.1 Diagrama electrónico.

La tabla 3.1 Muestra las nomenclaturas de los componentes del convertidor

NOMENCLATURA NOMBRE

B BOBINA

D DIODO

NC NORMALMENTE CERRADO

NA NORMALMENTE ABIERTO

TR TRANSISTOR

R RESISTENCIA

Q ALIMENTACIÓN DEL RELEVADOR LÓGICO

M MOTOR


36 Capítulo 3

Tabla 3.1 Nomenclaturas y nombres de los componentes del convertidor CD-CD.

3.1 CONVERTIDOR DE CD-CD

Su función depende de los pulsos que este reciba del relevador lógico, ya que al momento

de energizar sus bobinas inicia la secuencia del motor, por medio de los contactos que

tiene el relevador, esta es la forma en que trabaja el convertidor de CD-CD.[6]

3.1.1 EL TRABAJO DEL CONVERTIDOR DE CD-CD TRABAJA DE LA

SIGUIENTE MANERA

Recibe una tensión de 12 volts del relevador lógico, el cual llega a una resistencia de 28.25

kΩ esta disminuye la tensión para polarizar la base de un transistor con una matrícula, BC-

548, este transistor entra en saturación, su operación es la de un interruptor, ya que el

colector del transistor es alimentado por 12 volts al trabajar. El transistor como interruptor

envía por medio del emisor, una tensión de 11.6 volts al embobinado que tiene el relé, la

bobina al momento se energiza creando un campo magnético con el cual se activan los

contactos internos. Haciendo que el contacto, normalmente cerrado se abra y el

normalmente abierto se cierre. Al momento de que el contacto se cierre este mantiene una

tensión de 12 volts hacia uno de los polos del motor el cual comienza a girar ya sea hacia la

derecha o la izquierda de acuerdo a la configuración del convertidor de CD-CD y a la

lógica que este mandando el relevador lógico.

Los cálculos para hacer trabajar al transistor como interruptor se muestran a continuación:

Calculo de la corriente consumida por la bobina del relé.

Se escoge la β del transistor, en este caso se utiliza la más mínima ganancia, la cual es de

100 para que el transistor se sature. Con esto se calculó la Ib.

El valor de 0.0004 es la corriente necesaria para que el transistor se sature, y energice la

bobina.


37 Capítulo 3

Otro de los componentes importantes es la resistencia de base la cual a continuación se

calcula.

La cual se obtiene de la siguiente forma.

La resistencia de base es de 28.2 KΩ, y el valor más próximo que existe es de 28.7 kΩ.

De esta forma se hizo trabajar al transistor, en su etapa de saturación la cual permite, que

trabaje como interruptor.

3.2 OPERACIÓN DEL ASIENTO

En la tabla 3.2 se da la función de los dispositivos de entrada y salida que forman parte del

asiento.

DIRECCIONAMIENTO NOMENCLATURA DESCRIPCIÓN

I1 S1 INICIO DE GIRO HACIA LA DERECHA

I2 S2 TERMINO DE GIRO HACIA LA DERECHA

I3 S3 INICIO DE GIRO HACIA LA IZQUIERDA

I4 S4 TERMINO DE GIRO HACIA LA IZQUIERDA

I5 S5 INICIO DE TRASLADO HACIA ADELANTE

I6 S6 INICIO DE TRASLADO HACIA ATRÁS

Q1 TR1 SALIDA HACIA EL CONVERTIDOR 1




Tabla 3.2 Función de los dispositivos de entrada y salida

En la fig. 3.2 se observa el esquema de control de entradas y salidas, con lo que se realiza

la inversión de giro del motor.


38 Capítulo 3

Fig. 3.2 Esquema simplificado del giro del primer motor

Se explica brevemente como se activa, la operación del asiento.

Para que el asiento gire hacia la derecha deben estar energizados I1 e I2 para que estos

manden un tensión de 12 Vcc a la salida Q1, la cual está configurada en el transistor TR1

que va en el convertidor de CD-CD 1.

Para realizar la inversión de giro se des energiza I2 e I1, y a su vez se energiza I3 e I4 las

cuales mandan una tensión de 12 Vcc a la salida Q2, la cual se encarga de enviar un pulso

al transistor TR2 que va al convertidor 1, con el cual se genera el giro hacia la izquierda,

haciendo que el asiento regrese a su posición original.

En la siguiente fig. 3.2.1 se observa el esquema del segundo motor que realiza la función

de mover el asiento hacia adelante y hacia atrás.

Fig. 3.3 Esquema simplificado del giro del segundo motor.

En esta secuencia se trabaja de forma directa, ya que el I5 energiza a 12 Vcc a Q3 para el

adelanto, e I6 a Q4 respectivamente para el atraso en el convertidor 2.


39 Capítulo 3

Para protección del usuario o mal funcionamiento del sistema se implementa un paro de

emergencia, el cual va a detener la secuencia de la plataforma.

3.3 CONTROL DE INVERSIÓN DE GIRO DE LOS MOTORES

Aquí se explica más a detalle el giro de los motores, tomando como referencia las figuras

3.2 y 3.3.

Paso 1- Giro hacia la derecha (sin persona a bordo):

Este se efectúa por medio de un micro interruptor S1, el cual manda un pulso al

relevador electrónico, que a su vez envía otro pulso a una resistencia, para que

energice la base de un transistor TR1 y energice la bobina del relevador

(convertidor de CD-CD 1) y así se realice el giro, de 90° con el cual el asiento

quedara con la parte frontal hacia afuera, para detener este ciclo se incorpora un

interruptor conocido como final de carrera S2 el cual manda des energizar al

relevador y por consecuencia al motor.

Paso 2-Giro hacia la izquierda (con persona a bordo):

Para este retroceso (giro inverso) se utiliza un micro interruptor S3 el cual es

unipolar, este va a estar instalado en el cinturón de seguridad, para que al momento

de cerrar el cinturón, se inicie el ciclo, mandando el pulso al relevador lógico para

que alimente al TR2 convertidor 1.

Su ciclo va a terminar también, con un interruptor de final de carrera S4, para cerrar

el ciclo y la persona se encuentre dentro del vehiculó sin ningún problema.

Paso 3.-Giro hacia la derecha (persona a bordo):

Este es activado por medio del cinturón como ya que, al desactivar el cinturón el

mini interruptor S1 realiza el inicio de ciclo, llegando al interruptor final de carrera

S2 y se finaliza el ciclo.

Paso 4.-Giro hacia la izquierda (sin persona a bordo):

Como en el retroceso de la segunda parte, hace la misma secuencia, se activa el mini

interruptor S3 para iniciar el ciclo hasta terminar el ciclo con el final de carrera S4

para así tener las 4 secuencias del asiento.

Paso 5.-Secuencia adelante y atrás.


40 Capítulo 3

Esta secuencia se realiza por medio de un solo interruptor S5 y S6 de un polo tres

tiros, el cual es unipolar y será de forma manual, alimentando al relevador lógico

para que este pulse al convertidor 2 y con esto el asiento se recorra hacia adelante

por medio de S5 y hacia atrás Por medio de S6, en forma bidireccional.

3.4 SELECCIÓN DE LOS INTERRUPTORES DE LÍMITE.

Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de

una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde

un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de

transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora.

Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los

contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El

actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos

para mantenerlos unidos.

Ahora se muestra el min interruptor S1 y S3, que se va a utilizar, este es unipolar ya que

es normalmente cerrado hacia un polo y normalmente abierto hacia el otro. Este se observa

en la fig. 3.4.

Fig. 3.4 Mini interruptor unipolar normalmente cerrado u abierto

A continuación tenemos un interruptor denominado final de carrera S2 y S4 este, indica el

término de los ciclos de giro. Este se observa en la fig 3.5.

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_incandescente

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal


41 Capítulo 3

Fig. 3.5 interruptor final de carrera normalmente cerrado

La fig. 3.6 muestra un interruptor S5 y S6 que es de un polo tres tiros el cual se ocupa para

realizar el adelanto y el atraso del asiento.

Fig. 3.6 Interruptor manual de un polo tres tiros

3.5 SELECCIÓN DEL RELEVADOR LÓGICO

La lógica de relé es un control electrónico con funciones como son, temporizador, contador

y las funciones de interruptor de tiempo. También es un dispositivo de control y de entrada

en uno. Con la lógica relé se pueden crear soluciones para los usos domésticos así como

para las tareas en la construcción de máquinas e instalaciones. Los circuitos están

conectados mediante diagramas de escalera, y cada elemento se introduce directamente a

través de la pantalla LCD.

3.5.1 FUNCIONAMIENTO DEL RELEVADOR LÓGICO

Este es el controlador que se implementara en, el asiento con el cual se realizara el control

de giro, tanto de izquierda a 90° como hacia la derecha así como el deslizamiento hacia

atrás y adelante, para una mejor postura del usuario.


42 Capítulo 3

El trabajo de este será instruido por medio de su programación, el cual está configurado por

compuertas internas (digitales) las cuales van a ser activadas por los, mini interruptores,

interruptores de final de carrera y los interruptores manuales.

En la fig. 3.7. Se observa el relevador.

Fig. 3.7. Vista física del relevador lógico

3.5.2 CONEXIÓN DEL RELEVADOR LÓGICO.

Se observa la configuración, con la cual se va a alimentar el relevador y también como se

van a, energizar las entradas del mismo esto en base a los interruptores que se van, a

utilizar.

El cableado que se utiliza para la conexión de los interruptores, es de un bajo calibre el cual

es flexible para que no interrumpa las secuencias de giro, el interruptor que se va a conectar

se instala en la parte interior del clip del cinturón de seguridad, los finales de

Carrera se instalan uno en la parte frontal de la plataforma y el otro en el lado derecho de la

misma, esta configuración es para el giro del asiento.

Para el retroceso, el interruptor se instala en la parte lateral derecha de la plataforma.

En la fig. 3.8 se pueden observar las conexiones de relevador lógico.


43 Capítulo 3

Fig. 3.8 Alambrado del relevador lógico.

Como se puede observar en la fig. 3.8 las conexiones de entrada están alimentadas por

medio de interruptores normalmente abiertos y cerrados en cuestión de las salidas, van

configuradas cada una dirigidas hacia un transistor con el cual van a realizar la secuencia

de giro y de adelanto y atraso.

3.6 PROGRAMACIÓN.

El software que se utilizó es el CL logotrón.

Ahora se muestra la programación del control del asiento, la cual lleva una configuración

en la que se ocuparon las 4 salidas y las 6 entradas de las 8 disponibles. Se hacen dos


44 Capítulo 3

configuraciones en el mismo programa en donde las primeras 4 entradas son para el giro

del asiento y las dos restantes son para el adelanto y atraso del mismo.

En la tabla 3.6 se explica la secuencia lógica con la que se programa el controlador de

acuerdo a los pulsos uno y ceros enviados por los interruptores.

Cuando la secuencia en el relevador sea I3=1 e I4=1 el asiento girar hacia el lado derecho

sin que la persona este a bordo.

Una vez que la persona esté en el asiento se activara con la configuración de I1=1 e I2=1.

Así mismo para que salga la persona del auto la secuencia será la misma que se utilizó

cuando el asiento estaba desocupado, para hacer que el asiento vuelva a su estado original

se usa la secuencia dos para que el giro sea hacia la izquierda y se muestra en la tabla 3.3

ESTADO I1 I2 I3 I4 Q FUNCIÓN

SIN PERSONA A

BORDO

0 0 1 1 1 GIRA 90° HACIA LA DERECHA

CON PERSONA A

BORDO

1 1 0 0 2 GIRA 90° HACIA LA

IZQUIERDA

CON PERSONA A

BORDO

0 0 1 1 1 GIRA 90° HACIA LA DERECHA

SIN PERSONA A

BORDO

1 1 0 0 2 GIRA 90° HACIA LA

IZQUIERDA

Tabla 3.3 lógica de giro.

En la tabla 3.4 se describe la secuencia que realiza el deslizamiento del asiento hacia

adelante y hacia atrás.

En esta tabla solo se hará una secuencia hacia adelante y hacia atrás de acuerdo a la

siguiente configuración la cual es: I5=1 y I6=0 para que el asiento se deslice hacia el frente,

I6=1 y I5=0 para que el asiento retroceda.

ESTADO I5 I6 Q FUNCIÓN

CON O SIN 1 0 3 DESLIZAMIENTO HACIA


45 Capítulo 3

PERSONA DELANTE

CON O SIN PERSONA

0 1 4 DESLIZAMIENTO HACIA ATRÁS

Tabla 3.4 lógica de deslizamiento.

En la fig. 3.9 Se muestra la programación realizada por medio del software.

Fig. 3.9 Programación del relevador lógico.


46 Capítulo 4

CAPITULO 4

RELACIÓN DE COSTOS DEL PROYECTO

Antes de iniciar con detalle la etapa de costos del proyecto es necesario realizar un estudio

de pre factibilidad el cual consiste en una breve investigación sobre las diferentes técnicas

de producir el bien o servicio bajo estudio y las posibilidades de adaptarlas a la sociedad.

Además se debe analizar las disponibilidad de los principales insumos que requiere el

proyecto y realizar un sondeo de mercado que refleje en forma aproximada las

posibilidades del proyecto, en lo concerniente a su aceptación por parte de los futuros

usuarios y su forma de distribución.

4.1 ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD

Se lleva a cabo con el objetivo de contar con información sobre el proyecto a realizar,

mostrando las alternativas que se tienen y las condiciones que rodean al proyecto. Este

estudio de pre factibilidad se compone de:

Estudio tecnológico

Suministros

Estudio financiero

4.1.1 ESTUDIO TECNOLÓGICO.

Este estudio tiene por objeto proveer información para cuantificar el monto de las

inversiones y los costos de operación pertinentes a esta área. Normalmente se estima que

deben aplicarse los procedimientos y las tecnologías más modernas, solución que puede ser

óptima de manera técnica, pero no desde una perspectiva financiera. Uno de los resultados

de este estudio será definir la función de producción del bien o necesidades del capital,

mano de obra y recursos materiales, tanto en la puesta en marcha como para la posterior

operación del proyecto.

El estudio tecnológico debe servir para encontrar la mejor forma de lograr la producción del

bien o servicio, e incluir la ingeniería básica y la ingeniería de detalle.

4.1.2 SUMINISTROS.

Es análisis y la evaluación de las materias primas, así como los insumos auxiliares y

servicios que se requieran en la producción del bien o servicio que se solicite en la

producción, ayuda a conocer las características, los requerimientos, la disponibilidad, los

costos, su localización y otros aspectos importantes para el proyecto de inversión.


47 Capítulo 4

4.1.3 ESTUDIO FINANCIERO

Es la sistematización de la información financiera consiste en identificar y ordenar todos

los ítems de inversiones, costos e ingresos que implique dicho proyecto, en esta etapa deben

definirse todos aquellos elementos que debe suministrar el propio estudio financiero. El

caso clásico es el cálculo del monto que debe invertirse en capital de trabajo o el valor de

desecho del proyecto.

En la siguiente tabla se muestran los costos del proyecto así como la inversión realizada en

la etapa de ingeniería.

CANTIDAD DISPOSITIVO COSTO UNITARIO

TOTAL

10 TRANSISTOR NPN $ 50 $500

10 REGULADOR 7 VOLTS

$ 25 $250

10 DIODOS $ 15 $150

8 RELÉ $ 30 $240

1 RELEVADOR ELECTRÓNICO

$2500 $2500

1 SOFTWARE $1500 $1500

1 CABLE DE DATOS $1500 $1500

6 INTERRUPTORES DE FIN DE CARRERA

$ 15 $90

6 INTERRUPTORES ON-OFF

$5 $30

1

LAMINA ACERO GALVANIZADO CAL 16 (4'X 8')

$175.00 $175.00

TORNILLERÍA $300 $300

1 CREMALLERA 50 CM

$180 $180

1 ENGRANE CÓNICO RECTO 4 PULGADAS DE DIÁMETRO

$192 $192

1 VARILLA ACERO AL CARBONO 1 M

$135 $135

1 MOTOR BOSH BOSH GBM-M 12

VCD.

$275 $275

1 MOTOR BOSH BOSH GBM-M

$270 $270

SUBTOTAL $8287.00

Tabla 4.1. Costos de materiales


48 Capítulo 4

Tabla 4.2. Costos de personal

COSTOS DEL PERSONAL $ 42,340.00

COSTO DE LOS MATERIALES $ 8287.00

COSTO TOTAL DEL PROYECTO $ 50,627.00

Tabla 4.3. Costo total del proyecto.

Cabe mencionar que el costo total fue en base al proyecto el cual incluye la etapa de

investigación y el desarrollo de un prototipo; una vez realizando la producción,

dependiendo de la demanda el costo disminuirá.

PERSONAL DESCRIPCIÓN DE LABORES HORAS A

TRABAJAR SALARIO

POR HORA SALARIO

FINAL

INGENIERO EN CONTROL

DISEÑAR SISTEMA DE CONTROL A IMPLEMENTAR

25 $ 500.00 $12,500.00

INGENIERO MECÁNICO

BOSQUEJO DEL PROTOTIPO 30 $ 500.00 $15,000.00

TÉCNICO EN ELECTRÓNICA

HACER DISEÑO ELECTRÓNICO DEL SISTEMA

15 $ 300.00 $4500.00

TÉCNICO MÁQUINA Y

HERRAMIENTAS

ENCARGADO DE ENSAMBLAR LAS PIEZAS Y ARMAR EL

SISTEMA 15 $ 300.00 $4500.00

SOLDADOR SOLDADOR CON SOPLETE O ARCO ELÉCTRICO

5 $ 100.00 $500.00

.

SUB TOTAL $

$36,500.00

POR GASTOS INDIRECTOS CONTEMPLANDO: INSTALACIÓN

HERRAMIENTA, ETC.

+16%

CUARENTA Y DOS MIL TRECIENTOS CUARENTA PESOS. M.N. 00/100

TOTAL $ $42,340.00



49 Capítulo 5

CAPITULO 5

CONCLUSIONES

La idea principal en el diseño de esta plataforma, es la de poder auxiliar a las personas

discapacitadas, en el ingreso y descenso de su vehículo, También se logra disminuir los

riesgos de lesiones tanto, para las personas con los siguientes problemas como son: falta de

una extremidad inferior o incluso las dos, también en las extremidades superiores, sin pasar

por alto a las de movilidad reducida y a los que van a auxiliarlos en el traslado.

Ya incorporada al automóvil se enfocó en el sistema de control este, está basado en las

capacidades de cada persona, por la forma en la que se configura las conexiones es más

accesible su funcionamiento, de acuerdo a lo establecido se diseñaron, las piezas una vez

terminadas se realizó el ensamble, para realizar la implementación hacia el asiento del

automóvil.

La configuración del giro del asiento por medio de las entradas y salidas de un relevador

electrónico, con un diseño de circuito no muy robusta para que no interfiera con la

operación del asiento y el usuario no corra algún riesgo al momento de ocuparlo.

También se logró realizar el diseño para poder, implementarlo en un automóvil de bajo

costo esto, es para que lo integren en taxis, de preferencia el Tsuru ya que no es un

automóvil muy caro y su consumo es bajo en forma general.

La forma para poder realizar este diseño fue, gracias a los diferentes software que

ocuparon, tanto para el diseño y maquinado de piezas el programa utilizado fue el Solid

Works, para poder realizar el diagrama del convertidor de CD-CD es el multisim con el

cual se, diseño el circuito, y la lógica de control este fue diseñado con el programa, del

relevador es el CL logotron.

También los cálculos realizados, para la obtención de las medidas y las características de

los materiales por la parte del diseño, ya en la parte electrónica los cálculos para identificar

el motor y el convertidor.

Con esto se logra cumplir con las expectativas para la realización de la plataforma del

asiento de automóvil ayudando a una parte de la población con recursos limitados, para que

puedan desarrollarse mejor en este mundo donde, hasta la fecha siguen siendo

discriminados.

Implementaciones futuras

Poder realizar este diseño para otros modelos de automóviles, implementarles alarmas de

término de ciclo, lámparas indicadoras, una HMI en el caso más exigente.


50 Capítulo 5

GLOSARIO

CONAPRED: Consejo nacional para prevenir la discriminación.

Coplanariedad: Geométricamente se define como coplanares a los puntos que se

encuentran en un mismo plano.

Esgrimen: Usar una cosa no material para atacar o defenderse o para lograr alguna cosa.

Prontuarios: Resumen en que se anotan varias cosas a fin de tenerlas presentes cuando se

necesiten.

Addendum: Es aquello que se adhiere o añade a algo. Si es una sola la adición es

addendum, y si son varias, el mencionado plural es adenda.

Adimensional: Es un número que no tiene unidades físicas que lo definan y por lo tanto es

un número puro. Los números adimensionales se definen como productos o cocientes de

cantidades que sí tienen unidades de tal forma que todas éstas se simplifican. Dependiendo

de su valor estos números tienen un significado físico que caracteriza unas determinadas

propiedades para algunos sistemas.

Newton metro (N.m): es una unidad de medida de esfuerzo de torsión (también llamado

"momento") en el sistema SI. La forma simbólica es N m o N·m,1 y a veces newton-metro.

Bipolar: Tipo de circuito integrado en donde los componentes son transistores bipolares y

otros dispositivos siguiendo las propiedades de unión p-n de los semiconductores. Los

circuitos bipolares presentan velocidad y operación superiores a los circuitos MOS, pero

consumen más energía y su fabricación es más compleja.

Bobina: Conjunto de un número variable de espiras de material conductor arrolladas al aire

o a un núcleo prismático o cilíndrico. Se utilizan principalmente en circuitos de corrientes

alternas de alta tensión al aprovechar los fenómenos de inducción.

Conmutadores: Pieza de los aparatos eléctricos que cambia de conductor a una corriente

eléctrica. Aparato que centraliza las llamadas telefónicas. Circuito que transforma una

magnitud en otra distinta de la misma naturaleza eléctrica, manteniendo una relación de

proporcionalidad con la primera. Es cualquier dispositivo que transforma una corriente

mono o polifásica, de una determinada frecuencia, en otra corriente continua o bien alterna,

de distinto número de fases o distinta frecuencia.

Convertidor: Circuito que transforma una magnitud en otra distinta de la misma naturaleza

eléctrica, manteniendo una relación de proporcionalidad con la primera.

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medida

http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor

http://es.wikipedia.org/wiki/Newton_metro#cite_note-0


51 Capítulo 5

Corriente eléctrica: Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material.

Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema

Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se

denomina amperio.

Bianual: Lo que se realiza sistemáticamente cada dos años.

Electroimán: Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce

mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente.

Es producido mediante el contacto de dos metales; uno en estado neutro y otro hecho por

cables e inducido en electricidad.

Enclavamiento: Sistema que por medios mecánicos y/o eléctricos, relaciona la posición de

los cambios con la indicación de los semáforos, de manera tal que se cumpla una relación.

Escobillas: En electricidad, frecuentemente es necesario establecer una conexión eléctrica

entre una parte fija y una parte rotatoria en un dispositivo. Es el caso de los motores o

generadores eléctricos, donde hay que establecer una conexión de la parte fija de la

máquina con las bobinas del rotor.

Plataforma: Estructura construida sobre la explanación, que sustenta la vía y los elementos

destinados al funcionamiento de los trenes.

Relevador: Este dispositivo electromagnético permite abrir o cerrar uno o varios

interruptores simultáneamente aplicándole una corriente débil que activa un electroimán y

cambia el estado de los interruptores de abiertos a cerrados o viceversa.

Secuencia: Una secuencia es una concatenación de símbolos obtenidos a partir de una

sucesión. Son semejantes a las sucesiones y se pueden derivar fácilmente de éstas.

Tensión: La tensión, voltaje o diferencia de potencial es una magnitud física que impulsa a

los electrones a lo largo de un conductor en un circuito eléctrico cerrado, provocando el

flujo de una corriente eléctrica.



http://es.wikipedia.org/wiki/Culombio

http://es.wikipedia.org/wiki/Amperio


52 Capítulo 5

BIBLIOGRAFÍA

[1] CONAPRED MEXICO

http://www.conapred.org.mx/

[2] Ayuda técnica para personas con discapacidad - Clasificación y

terminología ISO 9999:2002

http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=33150

[3] Diseño de elementos de maquinas

Robert l. Mott p.e

Editorial M.C. Grall Hill

[4] Diseño en ing. Mecánica de shigley

Richard G. Budynas

Editorial Mc Graw hill

[5] Dispositivos Electrónicos

Thomas L. Floyd

Editorial Pearson Educación

[6] Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos

Robert L. Boylestad

Editorial Pearson Educación

[7] Catálogo de motores Bosh Data sheet y características

http://rb-aa.bosch.com/boaaemocs/Product.

http://www.conapred.org.mx/

http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=33150

http://rb-aa.bosch.com/boaaemocs/Product


53 Capítulo 5

ANEXOS

COMPONENTES DEL CONVERTIDOR DE CD-CD.

Elementos que conforman el convertidor de CD-CD.

FUNCIONAMIENTO DEL DIODO

El diodo es un componente básico de los circuitos electrónicos. Su funcionamiento se basa

en la unión de dos materiales semiconductores, uno de tipo P y otro de tipo N. Recuerda

que al terminal que sale del semiconductor de tipo P se le denomina ánodo; y al que sale del

semiconductor de tipo N, cátodo.

El diodo se puede emplear para controlar el cual pasa de la corriente eléctrica por un

circuito, a modo de interruptor.

Para el uso en la rectificación de uso general de fuentes de alimentación, inversores,

convertidores y los diodos de rueda libre solicitud se observa en la fig. 1

Fig. 1 Vista física del diodo.

En la fig. 2 se observan las dimensiones del diodo en pulgadas y centímetros.

Fig. 2 Dimensiones del diodo

En la tabla 1 se especifican los rangos máximos de operación.

En esta tabla se observa los principales parámetros del diodo tales, como son: su tensión

máxima, el bloqueo de tensión, la corriente hacia delante, su carga máxima y la

temperatura.


54 Capítulo 5

PARÁMETROS SÍMBOLO 1N4007 UNIDAD

MÁXIMA TENSIÓN REPETITIVA INVERSA DE PICO VRRM 1000 V

TENSIÓN MÁXIMA DE RMS VRMS 700 V

MÁXIMA TENSIÓN DE BLOQUEO DE LA DC VDC 1000 V

MÁXIMA CORRIENTE HACIA DELANTE RECTIFICADA 0.375” (9.5 MM) LONGITUD EN PLOMO TA= 75 °C

IF (AV.) 1.O A

PICO HACIA DELANTE DE SOBRETENSIÓN 8.3 MS SOLO MEDIA ONDA SUPERPUESTA A LA CARGA NOMINAL.

I FSM 30 A

LA CARGA MÁXIMA TOTAL INVERSA PROMEDIO ACTUAL, EL CICLO COMPLETO DE 0.375” (9.5 MM) DE LONGITUD DE PLOMO TL= 75 °C.

IR(AV) 30 mA

FUNCIONAMIENTO DE CONEXIONES Y RANGO DE TEMPERATURA DE ALMACENAMIENTO.

TJ, TSJG -55ª+55 °C

Tabla 1 Rangos máximos de operación

FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSISTOR

Los transistores son conmutadores electrónicos en miniatura. Muy similar a un simple

interruptor de la luz, un transistor tiene dos posiciones, apagado y encendido. Esto permite

el paso de electrones por un lado o por otros según la necesidad. Este pequeño es creado

usando tres capas en lugar de dos como tiene el diodo. Para entender cómo funcionan los

transistores, es necesario comprender como funciona un circuito electrónico conmutado.

Los circuitos electrónicos consisten en varias partes. Una es el camino donde la corriente

eléctrica fluye a través del cable. La otra parte es un conmutador que para o inicia el flujo

eléctrico abriendo o cortando el recorrido del circuito. Los transistores no tienen partes

móviles y se apagan y encienden por señales eléctricas. Estas conmutaciones facilitan el

trabajo realizado por los microprocesadores.

El transistor que se va a utilizar es el BC-548 Este dispositivo está diseñado para su uso

como amplificadores de propósito general y los interruptores que requieren las corrientes de

colector de 300 mA. Se puede observar en la fig. 3

Fig. 3 Muestra física del transistor

http://www.electronica-basica.com/electronica-basica.html


55 Capítulo 5

En la tabla 2 se muestran los máximos rangos absolutos.

En esta tabla se observa las tensiones más importantes para saber cómo va a trabajar el

transistor y bajo qué condiciones.

SÍMBOLO PARÁMETROS VALORES UNIDAD

VCEO TENSIÓN COLECTOR-EMISOR 30 V

VCES TENSIÓN COLECTOR-BASE 30 V

VEBO TENSIÓN BASE-EMISOR 5.0 V

IC CORRIENTE DE COLECTOR CONTINUA 400 mA

TJ,TSTG RANGO DE OPERACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE CONEXIÓN DE TEMPERATURA

-55 A +150 °C

Tabla 2 Máximos rangos absolutos

FUNCIONAMIENTO DEL RELÉ

El relé o relevador es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor

controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se

acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos

eléctricos independientes.

Dado que el relé es capaz de controlar un circuito de salida de mayor potencia que el de

entrada, puede considerarse, en un amplio sentido, como un amplificador eléctrico. Como

tal se emplearon en telegrafía, haciendo la función de repetidores que generaban una nueva

señal con corriente procedente de pilas locales a partir de la señal débil recibida por la

línea. Se les llamaba "relevadores". De ahí "relé".

El relé que se va a utilizar es de la marca ABB. El cual permite el control de un dispositivo

a distancia. No se necesita estar junto al dispositivo para hacerlo funcionar y es activado

con poca corriente, sin embargo puede activar grandes máquinas que consumen gran

cantidad de corriente el modelo es el CR-P012DC02 como se observa en la fig. 4

Fig. 4 Vista física del relé y de su base.

http://es.wikipedia.org/wiki/Bobina

http://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1n

http://es.wikipedia.org/wiki/Telegraf%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Repetidor


56 Capítulo 5

A continuación se muestran las conexiones del relé en la fig. 5

Fig. 5 Medidas del relé y configuración de pines.

FUNCIONAMIENTO DE RESISTENCIA

Una resistencia es todo aquel elemento que intercalado en un circuito eléctrico produce un

impedimento en el movimiento de los electrones. La resistencia puede ser reactiva o

inductiva, es decir producida por impedimentos de tipo físico como impurezas o

estrechamiento en el conductor (Reactiva) o por fenómenos electromagnéticos (Inductiva)

como en el caso de la corriente alterna atravesando una bobina o inductancia. Según esto,

cualquier elemento intercalado en el circuito puede ser considerado una resistencia, ya sea

un transistor, un motor, una bombilla o una lavadora.

Esta nos va a permitir la disminución de la tensión y la corriente, para que active ya sea a

un transistor. En la fig. 6 Se observa físicamente.

Fig. 6 Vista física de la resistencia.

La vista eléctrica de un componente es importante para poder identificarlo en un diagrama,

en la fig. 7 Se observa la resistencia en forma electrónica.

Fig. 7 Símbolo electrónico de la resistencia.


57 Capítulo 5

En la tabla 3 se muestra la relacion de medidas de lamina utilizadas en el proyecto

Tabla 3 calibres, pesos y medidas de la lamina galvanizada usada en el proyecto


58 Capítulo 5

DIMENSIONES PARA EL CÁLCULO DE LOS MECANISMOS DEL ASIENTO

instituto politÉcnico nacional -...

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