base robótica para televisores lcd

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Diapositiva 1

ANGELA PEA B.PAOLA RINCN V.LEONELL SERRANO A.

Bogot D.C., junio de 2010Departamento de Ingeniera Mecnica y MecatrnicaLnea de Investigacin, Innovacin y Desarrollo TecnolgicoXXVI MUESTRA DE MQUINAS Y PROTOTIPOS

BASE ROBOTICA PARA TELEVISOR LCD

ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN

La base robtica para televisores LCD es un proyecto nacido de la necesidad de algunos establecimientos comerciales de poder hacer dinmico el ngulo visual del televisor usado por los clientes, adems de carcter lujoso en viviendas de estratos altos, gracias a este mercado econmicamente poderoso se hace viable el proyecto.

El principal objetivo es ser una base estticamente aceptable, que mejore el ngulo visual de los usuarios respecto a la televisin sin que tenga que realizar mayor esfuerzo, manipulando en forma controlada y a una distancia mxima determinada, los grados de libertad suficientes que infieren en el ajuste de movimiento de televisor.

FINANCIACINEl proyecto de la base robtica para televisor LCD no es financiado por ningn ente privado o publico, el total financiamiento del proyecto es de los estudiantes desarrolladoresCOSTOEl costo del proyecto dividido en materiales, manufactura y transporte de equipos y servicios es de aproximadamente $1.800.000.TIEMPO El lapso de tiempo entre requerimientos del cliente y producto terminado es aproximadamente 3 meses, el tiempo de fabricacin nicamente es de un mes

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEO

REQUERIMIENTOS DEL CLIENTECaractersticas fsicas:

- Material: Resistencia fsica suficiente - Estticamente apto para el lugar donde se va a instala. Espacio Portable Filtro de ruido Rango de Tamaos Para cualquier usuario Fabricacin en diferentes colores Control de posicin a distancia con comodidad y a su gusto Rango suficiente y amplio de ngulo visual(Giro e inclinacin). Verstil y prevencin de tropiezos Soportar condiciones ambientales Fcil de manejar Movimiento no tan limitado Velocidad adecuada. Consuma igual o menor energa que el televisor

COSTOS- Que no sea tan costoso y no difiera exageradamente del costo de una base mecnica que realice lo mismo en forma manual- Que la funcionalidad y durabilidad sea proporcional al costo- Que se ofrezca garanta respecto a la funcionalidad del producto

MANTENIMIENTO Y MONTAJE- Que se consigan fcilmente los repuestos- Que en lo posible sea de garanta amplia- Que no sea necesario un especialista para su instalacin

ANLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING)

Soporte LCD brazo extensible 32-55, material de fabricacin es hierro fundido soporta hasta 75 KgCOSTO : 199 000Distribuidor: Homecenter

Robotic LCD/Plasma MountPantallas de entre 37 a 63 . Inclinacin de 7 grados hacia arriba y 25 grados hacia abajo. Gira hacia la izquierda o derecha en ngulos de hasta 56 grados. Movimientos controlados a travs del mando a distancia universal. COSTO : 1300 dolaresFabricante: SmarthomeNo disponible en forma directa en Colombia, requiere gastos de importacin

Monitores LCD/TFT de 23" a 42"Peso mximo admitido 35 Kg.Capacidad de movimiento en horizontal e inclinacin vertical de unos 15 aprox.Mando a distancia incluidoCOSTO : 309 eurosDistribuidor: http://www.dara.es/hard/soporte.htmNo disponible en forma directa en Colombia, requiere gastos de importacin

ANLISIS:

No es til tomar como competencia directamente a los productores o empresas ya que existe una gran cantidad en del mercado, y cada una de estas ofrece una gran y diferente variedad de productos, entre los cuales cumplen algunos funciones y tecnologas comunes.

CLASIFICACIN:FABRICANTES Y DISTRIBUIDORES DE BASES FIJASFABRICANTES Y DISTRIBUIDORES DE BASES MOVIBLES AJUSTABLES CON SISTEMA NETAMENTE MECANICOFABRICANTES Y DISTRIBUIDORES DE BASES MOVIBLES AJUSTABLES CON SISTEMAS ELECTROMECANICOS, CONTROLABLES A DISTANCIA (disponibles solo a nivel internacional)FABRICANTES DE BASES Y SOPORTES PERSONALIZADAS

ESPECIFICACIONES DE INGENIERA (QFD)5BART esta fabricado con un material liviano, resistente, y de larga duracin, evitando problemas de corrosin, grietas o daos en general respecto de su funcin a cumplir. 5BART es capaz de soportar el peso del televisor LCD convencional (32 a 42).4BART es de fcil portabilidad respecto al transporte y ensamble del mismo.10BART tiene una excelente presentacin para ser ubicado en el espacio requerido por el usuario, teniendo en cuenta mnimas condiciones de espacio respecto del tamao del LCD 5BART es un producto de calidad sin excesos de manufactura. 3 BART es un producto de fcil manejo disponible para cualquier usuario.10BART permite controlar a una distancia considerable y amplia, la posicin del televisor a gusto y comodidad del usuario.15BART es controlado a travs de un dispositivo mvil de fcil manejo y con una interfaz amable para el usuario.3BART est protegido contra condiciones ambientales como polvo, humedad u otras condiciones comunes que podran deteriorar el servomecanismo.3BART posee la velocidad adecuada tanto para el usuario como para el servomecanismo1BART consume menor energa que el televisor LCD o PLASMA que soporta5El costo de BART es proporcional a la funcionalidad que ofrece y su calidad garantizada.2Los repuestos para BART son comercialmente fciles de adquirir y sin valor agregado.3BART al es un producto de alta calidad que tiene una garanta total de funcionamiento, logrando un periodo considerablemente extenso sin mantenimiento.

Resistencia especifica y peso total de los materialesResistencia a la corrosin de los materialesAcabado superficial de los materialesEspacio ocupado por la baseDimensiones del mecanismo de sostn del aparatoNmero de componentesNmero de acciones para controlar los ngulosRangos de movimiento en los mecanismos de la base (rangos de los ngulos)Velocidad de movimiento(angular)Potencia de los motoresConsumo de energaCosto de los elementos de construccinCosto de los procesos de manufacturaPosicionamiento de los ngulos finales Pasos de instalacin final del productoVida til del aparatoVoltaje de entrada para los motoresNmero de motores en el sistemaRuidos del aparato

CAJA GRIS

FUNCIONES:DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIN FUNCIONALPOSICIONAR EL TELEVISORRecibir EnergaEnsamble e instalacin de la baseSeal de MandoElctricaQumicaAlimentar los motoresAlimentar el dispositivo remotoAdaptar el televisorRecibir sealEnviar SealPosicionar el televisorControlar la velocidadInclinacinGiro Horizontal

BSQUEDA INTERNA Y EXTERNA

BSQUEDA INTERNA Y EXTERNA

ALTERNATIVA DE DISEO GLOBAL DOMINANTE

SISTEMAS ANALIZADOSControl de posicionamiento : motorreductor sin finInterfaz de control (Accionamiento del mecanismo, Sistema de Sensado, Sistema de Procesamiento y control, Sistema de Alarma): tecnologa infrarroja, microcontrolador PIC, potenciometro lineal para sensadoSistema para el mecanismo de inclinacin: placa metalica con eje de inclinacin, incrustada al eje de giro acoplado, y contrapesoSistema para el mecanismo de giro horizontal: Brazos metlicos de dos eslabones Sistema de energa: Qumica y elctricaEnsamble

DISEO ELECTRNICO

GENERACIN Y EVALUACIN DEL PRODUCTOCon el fin de reducir costos de manufactura, la mayora de las piezas del prototipo son productos estndar, por ejemplo tornillos, tuercas, arandelas, chumaceras, perfiles y lminas de acero laminado en fro de calibres comerciales. En el caso de los ejes de rotacin se tomaron dimetros nominales, en funcin de las chumaceras seleccionadas, de manera que se redujera la necesidad de mecanizado de ste. La geometra de las piezas que salen a partir de lminas es simple, en su mayora a partir de rectas, para facilitar su corte y doblado en mquinas convencionales o corte por plasma, sin la necesidad de equipos especializados.

Para una gran cantidad de uniones se emple soldadura, por esttica y comodidad de diseo, por esta razn los materiales empleados son apropiados para una soldadura de arco manual, que resulta ms econmica que si se emplear materiales como acero inoxidable o aluminio, que requieren de una soldadura ms especializada, por ende ms costosa

La mayora de las piezas, incluyendo las piezas estndar, al ser vendidas por unidad resultan ms costosas que cuando son compradas al por mayor, de manera que las piezas empleadas para el prototipo no son necesariamente las mismas que se usaran al momento de llevar el producto al mercado, como es el caso de las chumaceras que resultaron ser ms pesadas de lo que se procuraba.

DESCRIPCIN DE LA MQUINA

DISEO FINAL

APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEO

Respuesta al problema planteado.

La solucin final del problema se bas en una interfaz mecnico electrnica , se uso un sistema de infrarrojo en la comunicacin cliente prototipo, que va luego al control de los motores que se hizo montando un sistema con un potencimetro en cada motor que sirve como sensor de posicin, la parte mecnica es una estructura en su mayora de acero que permite movimiento del televisor con 2 grados de libertad(cada motor maneja uno de estos grados), para esta se usaron laminas de acero, barras de acero, chumaceras, perfiles de acero, etc. Cada cosa con sus respectivos procesos de manufactura.

Valor de la produccin o servicio brindado por el prototipo.

En trminos sociales el prototipo no es una solucin a nada, pues es un articulo de lujo no para brindar un servicio que solucione una problemtica social especifica, en trminos de produccin puede ser usado en establecimientos como por ejemplo discotecas o consultorios mdicos, en donde puede dar un valor agregado al sitio. En realidad este producto es econmicamente viable solo en establecimientos de esta ndole. En muchos pases, incluyendo en Colombia, abarcando un mercado especializado, se encuentran implementados sistemas similares con un alto costo de valor agregado, los cuales debido a su alto costo son poco accesibles para un mercado comercial convencional. Por est razn este proyecto presenta una alternativa ms econmica, con la finalidad de su comercializacin disponible para todo el pblico, ofreciendo una interfaz simple para usuarios de todas las edades.

ANLISIS ECONMICOCostos asociados al proceso de diseo.

Durante el proceso de diseo se tenia una serie de gastos asociado al trabajo de investigacin de mercado, a las encuestas realizadas a la bsqueda en el mercado de elementos parecidos, en todo este trabajo de investigacin sumado con la impresin y realizacin de los respectivos informes se gasto aproximadamente unos $50000

- Costos de materiales.El costo de materiales que incluye la parte electrnica ,la parte mecnica y los motores fue, $150000 en parte electrnica(circuitera, baquelados, control remoto, etc.), $300000 en motores, $150000 en la parte mecnica (lminas, barras y perfiles de acero, chumaceras).

Costos de fabricacin y ensamble.La manufactura se centr mas que todo en los procesos con el acero (cortes, doblados, soldaduras, acople de ejes, etc.) y un poco en la generacin de los circuitos impresos en esto se invirti aproximadamente $200000 se incluye aqu los costos de ensamble ya que para poder hacer los respectivos ensambles fue necesaria la manufactura

Desperdicios:por razones que los proveedores no vendan laminas de acero pequeas, se tuvo un considerable porcentaje de desperdicio en las laminas de acero adquiridas, ya que no fue posible encontrar una lmina del tamao exacto que se necesitaba. Sera muy conveniente poder adquirir laminas para varios proyectos de manera que se aproveche la mayora de la lmina.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESAl momento de crear un prototipo es importante evaluar la relacin entre costo, calidad y funcionalidad, para llevar a cabo la visin generada a partir de las necesidades y preferencias planteadas por el cliente y los interesados en la realizacin del proyecto.

- Con respecto al desarrollo del prototipo, se concluye que para la correcta fabricacin es indispensable tener un excelente diseo de detalle y por lo tanto tambin de conceptos, de esta manera no existe margen de error en la adquisicin de materiales y la manufactura de componentes, se tiene adems una buena manera de realizar anlisis de costos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y HERRAMIENTAS DE INGENIERA EMPLEADASNORTON, Robert L. Diseo de Mquinas. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. Primera edicin. 1999SHIGLEY, Joseph. MISCHKE, Charles. Diseo en Ingeniera Mecnica. Editorial Mc Graw Hill. Sexta edicin. 2002WIKIPEDIA. www.wikipedia.orgKOYO. Ball and Roller BearingsIng. Guillermo Crdenas, profesor UNIng. Carlos A. Narvez, profesor UN

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MUCHAS GRACIASAngela Pea B. [email protected] Rincn V. [email protected] Serrano A. [email protected]