Resumen

Logre crear un brazo en casa con materiales faciles de conseguir, con funciones de sistema hidraulico logrando mi objetivo personal que es apreder a hacerlo sin comprarlo

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Lograr hacer un brazo robótico hecho de madera y/o cartón completamente funcional con jeringas llenas de agua y con ellas crear una presión equitativa para mover mecánicamente el brazo.

Antecedentes

ANTECEDENTES

La palabra “Hidráulica” proviene del griego “hydor” que significa “agua”. Hoy el término se emplea para referirse a la transmisión y control de fuerzas y movimientos por medio de líquidos, es decir, se utilizan los líquidos para la transmisión de energía, en la mayoría de los casos se trata de aceites minerales pero también pueden emplearse otros fluidos, como líquidos sintéticos, agua o una emulsión de agua-aceite.
La hidráulica nace de la necesidad del hombre por aprovechar las fuerzas de los elementos naturales que tiene en su entorno
Las primeras aplicaciones que tuvo la Hidráulica en la sociedad fueron la Rueda Nonia y el molino de viento ; que son artefactos impulsados por palancas con ayuda de fuerzas como las del viento y el agua.Estos mecanismos facilitaron el modo de vida de la época y además familiarizaron al hombre con las posibilidades de los fluidos para generar y transmitir energía de una forma empírica
La primera bomba construida por el hombre fue la jeringa y se debe a los antiguos egipcios, quienes la utilizaron para embalsamar las momias. en el siglo II A.C., la convirtió en una bomba de doble efecto.
En la segunda mitad del siglo XV, LEONARDO DA VINCI en su escrito sobre flujo de agua y estructuras para ríos, estableció sus experiencias y observaciones en la construcción de instalaciones hidráulicas ejecutadas principalmente en Milán y Florencia .Este tipo de experiencias u observaciones eran los acueductos utilizados por ellos .

Posteriormente en 1612 Galileo crea un sistema para medir el movimiento del agua en el cual un liquido sube a través de un agujero.
Ya en 1643 Torriceli, alumno de Galileo enuncia la ley del flujo libre de líquidos a través de orificios. Además creo el Barómetro el cual tiene como objetivo la medición de la presión atmosférica.
En 1650 Blaise Pascal formula la ley de distribución de la presión de un liquido; en donde dice que al encajar un liquido en un tubo con una fuerza está de podría duplicar hasta 10 veces más según su medida cilíndrica. Igualmente descubre la comprobación de que la potencia del vació se debe al peso de la atmósfera y no ha un “error natural” como se creía anteriormente.

Origen de la hidráulica

Newton por su parte da una introducción de viscosidad en los fluidos como el aceite y el agua ; y los fundamentos de la teoría de Hidrodinámica,Newton dice que los liquido contenido en recipientes grandes están influenciados por la fuerza de la naturaleza.
Hasta la mitad del siglo dieciocho no existía aun una ciencia integrada sobre el comportamiento de los fluidos. Los fundamentales teóricos de la Mecánica de Fluidos como una ciencia se deben aDaniel Bernoulli y a Leonard Euler en el siglo dieciocho.
Daniel Bernoulli en 1738 en su “Hidrodinámica”, formula la ley fundamental del movimiento de los Fluidos que da relación entre presión, velocidad y cabeza del fluido; propuso que la presión atmosférica se notaba más cuando en un recipiente hay un agujero y el agua sale con menos presión y más fuerza y que la presión es mayos cuando la altura de el recipiente es mayor.

Leonard Euler desarrolla ecuaciones diferenciales generales del flujo para los fluidos no viscosos.Esto marco el análisis de la Mecánica de Fluidos. Asimismo creó la ecuación general para todas las maquinas hidráulicas rota dinámicas, y los fundamentos de la teoría de la flotación.

Joseph Braham, construyo en Inglaterra la primera prensa hidráulica. Esta primera prensa utilizaba sello de cuero y agua como fluido de trabajo. El accionamiento se realizaba por medio de una bomba manual y no superaba los 10 bares de presión. Sin embargo, la fuerza desarrollada por ella fue algo descomunal e inesperada para el mundo técnico e industrial de entonces.
Inmediatamente siguieron sin numero de aplicaciones y como era de esperarse, se abrió un mercado para el mismo sin precedentes y que superaba las disponibilidades tanto técnicas como financieras de su tiempo.
El segundo periodo, que comprende los últimos años del siglo XVIII y la mayoría del XIX, se caracterizó por la acumulación de datos experimentales y por la determinación de factores de corrección para la ecuación de Bernoulli. Se basaron en el concepto de fluido ideal, o sea que no tuvieron en cuenta una propiedad tan importante como la viscosidad.
En los años posteriores a 1850 las grandes ciudades de Inglaterra instalaron centrales de suministros de energía hidráulica, la cual era distribuida a grandes distancias por tuberías hasta las fabricas donde accionaban molinos, prensas, laminadores y grúas.
Aplicaciones móviles
El empleo de la energía proporcionada por el aire y aceite a resion, puede aplicarse para transportar excavar, perforar, manipular materiales, controlar e impulsar vehículos móviles tales como:
· Tractores
· Grúas
· Retroexcavadoras
· Camiones recolectores de basura
· Cargadores frontales
· Frenos y suspensiones de camiones
· Vehículos para la construcción y manutención de carreteras
· ETC
Aplicaciones en sistemas automotores, aeroespaciales, navales y en medicina.
· Aplicación automotriz: suspensión, frenos, dirección, refrigeración, etc.
· Aplicación Aeronáutica: timones, alerones, trenes de aterrizaje, frenos, simuladores, equipos de mantenimiento aeronáutico, etc.
· Aplicación naval: timón, mecanismos de transmisión, sistemas de mandos,sistemas especializados de embarcaciones o buques militares
Medicina: instrumental quirúrgico, mesas de operaciones, camas de hospital, sillas e instrumental odontológico, etc.

Generalidades
El aceite en sistemas hidráulicos desempeña la doble función de lubricar y transmitir potencia.
Constituye un factor vital en un sistema hidráulico, y por lo tanto, debe hacerse una selección cuidadosa del aceite con la asistencia de un proveedor técnicamente bien capacitado.
Una selección adecuada del aceite asegura una vida y funcionamiento satisfactorios de los componentes del sistema, principalmente de las bombas y motores hidráulicos y en general de los actuadores.
Algunos de los factores especialmente importantes en la selección del aceite para el uso en un sistema hidráulico industrial, son los siguientes:
· 1. El aceite debe tener aditivos que permitan asegurar una buena característica anti desgaste. No todos los aceites presentan estas características de man era tan notoria.
· 2. El aceite debe tener una viscosidad adecuada para mantener las características de lubricante y limitante de fugas a la temperatura esperada de trabajo del sistema hidráulico

Objetivo

Demostrar que el agua también puede hacer funcionar un brazo mecánico, hecho en casa completamente funcional y a su vez mostrar como lo pueden hacer con materiales accesibles.

Justificación

La construcción de un brazo hidráulico con jeringas quiere mostrar que con materiales económicos da lugar a el funcionamiento de la presión del fluido dentro de un envase sellado crea movimiento.

Hipótesis

Si no existiera la mecánica hidráulica, entonces no habría maquinarias para cubrir las necesidades del ser humano

Método (materiales y procedimiento)

MÉTODO
MATERIALES:
· 8 jeringas de 10 ml.
· 1 palito de bandera
· 15 abatelenguas
· 10 palillos de brocheta
· 2 tipos de cartón (Grueso para la base)(Delgado para el brazo)
· 1.5 m de manguera flexible de acuario
· 20 cinturincitos de plástico
· 1 hoja de papel
· 40 cm de alambre de 1 o 2 mm
· Taladro y 2 brocas
· Diurex
· Regla
· Cuter
· Pegamento
· Pluma
· Pinzas
· Pistola de silicon

CONSTRUCCION DE EL BRAZO MECANICO CON SISTEMA HIDRAULICO

Estos son los materiales bueno algunos de ellos

Primero uniremos las piezas de carton de 25×3 en las marcas de cruz le hareos un hoyo del tamaño el palillo de brocheta que es con la broca de 4 mm de grosor; por lo hoyos que ya hayan hecho atravesaran dos palillos de brocheta, con la ayuda de dos jeringas obtener la separacion que ayudara a que la mismas jeringas entren para poder accionar el brazo.

En la parte que en la parte que sobran 5 cm se va a introducir en el sobrante del palillo de borcheta las piezas de 20×5 cm ya que estan sobrepuestas se le pone por encima una rondana cuadrada hecha con carton para la articulacion, despues de haberla puesto se pegara con pegamento de contacto para que seque mas rapido.

Ya que tenemos esa cuatro piezas unidas por la articulacion y los palillos de brocheta se le pondran las piezas de 13x7x3 para poder crear la base que sostendra el brazo completo.

Para poder pegar las piezas que sostendran el brazo se hara lo mismo que hicimos en el paso anterior se pegaran rondanas en los extremos del palillo de brocheta.’
En las dos piezas inferiores se le pegara la pieza de 7×7 cm para poder crear la base del brazo, luego que haya secado medí entre las piezas de carton qe conforman la base se tiene que cortar un pedazo de carton de ese grosor y de 6cm de altura. Se pegara el pedazo e carton que hayan cortado y se en cajara entre las piezas de carton y se reforzara con pegamento de contacto o silicon

Para las valvulas se perforara en la parte que cruzan las dos lineas de la jeringa esto se le hara a las ocho jeringas, para colocar la primera valvula se le hara un agujero con el taladro en la parte que sobresale de la primera articuulacion en la parte de enmedio de ancho y a un centimetro de la punta para que no quede torcido te puedes ayudar con un palillo de brocheta.

Sujetaran el agujero que se le hizo a cada una de la jeringas con un palillo de brocheta, para sujetar la parte de la boquila de la jeringa se uniran dos cinturoncitos de plastico uno del tamaño de la boquilla de la jeringa y el otro del tamaño del palillo de brocheta no hay que cerrarlas mucho,es decir, que queden un poco holgadas, y para sostener la jeringa para accionar el brazo por completo.

El siguiente paso sera hacer un agujero con el taladro a un centimetro del ancho y a ocho centimetros de la orilla que no quedo cerca de la base y se volvera a atorar otra jeringa en el cruce perforado un palillo

Después de esto se hara la pinza con abatelenguas partidos por la mitad uniendolos formando un angulo de 90° y se pegaran con pegamento de contacto seguido de eso otra mitad de los abatelenguas se le va trazar una linea y en ella se pegaran los abatelenguas que estaban unidos en un angulo de 90° alineando la linea con una de las esquinas de los abateleguas undios y se pegara con pegamento de contacto se haran dos de estas pero invertidas obviamente el sobrante de la mitad que se le pego en la parte de abajo(la parte recta se tiene que cortar por que va a ocupar espacio importante,acto seguido se la hara una marca a medio centimetro tambien se uniran las dos esquinas que formen una linea recta; colocando la regla paralela al pedazo de abatelengua siguiendo derecho a partir del punto que se marco a medio centimetro del borde se va a trazar una linea perpendicular con la linea que se trazo para unir las esquinas.

Se perforaran las dos marcas con la brocadel tamaño del palillo de brocheta y se hara un agujero mas en la parte posterior que no tiene ninguna pieza adherida, el cuerpo de la pinza lo haremos con el cuadrado qeu le sobro haran una marca a medio centimetro de una esquina (medido por los dos lados), lo mismo se hara en la otra esquina, se agujerara las dos marcas hechas en los que pondremos pedacitos de palillo de brocheta que se pegaran por debajo al raz del carton, despues en ellos se pondra por encima las piezas hechas con abatelenguas justo en agujero de enmedio y por encima para que no se pegue toda esa pieza se le pondra una rondana cuadrada hecha de carton, para que no ocupe esppacio necesario el cuerpo de la pinza alinearan las pizas hechas con abatelenguas creando una linea recta y se cortaran el sobrante del cuerpo de la pinza.

Para poder accionar la pinza necesitaremos dos pedazos de alambre de 13 cm, mediremos 2 cm y doblaremos hacia un lado de la misma froma se mediran dos centimetros de la parte posterior y se doblara hacia el otro lado lo mismo se le tiene que hacer al otro pedazo de alambre y sera exactamente igual.

Un extremo de los alambres se introducira en en el pedazo extra de abatelenguas se presionara con la pinzas normales, el otro extremo del alambre se introducira en el agujero que se le hizo al embolo, el cuerpo de la pinza se pegara con pegamento de contacto en la parte superior que aun no esta unida con nada y dejas secar hasta que no se mueva.

Para hacer las piezas que sujetan a los objetos tomaran dos pedazos de carton del mismo tamaño y ocuparan una abatelenguas en la parte de enmedio y presionan el carton para que se una y le agujeraran los dos pedacitos de carton por las dos orillas y se le pondra una rondanita de carton para que no se mueva.

Van a hacer una base con 6 pedazos de carton de 34×23 cm al cual de la haran un agujero a 11.5cma lo ancho y 8 cm a lo alto, tomaran el palito de banderita y le enrollaran un pedazo de papel de 20×5 cm, se le cortara un pedazo al palito de banderita el cual se le pegara al pedazo de papel enrollado pegado con cinta canela o masking tape y dentro del agujero se pegara el papel hecho rollito con silicon.

Se cortara un pedazo de 1 cm del palo de madera de grosor de 8 mmy se pegara justo al raz del tubo y se pegara con pegamento de contacto o super glue marca 3M y se pondra en en el agujero y se pondra el palo de 8 mm y se pondra en la base del brazo pegada completamentey se pegara con supe glue y cuando ya se haya secado se reforzara con la pistola de silicon.

Para hacer una parte del mecanismo que da la vuelta se van a perforar dos abatelenguas solo de uno de los extremos a una de esas partes se le pegara un palillo de brocheta y se atorara una de las jeringas con el embolo perforo, deben de medir 4.5 cm a partir del palillo de brocheta y se pegara unido a lo que comienza el brazo arriba del cuadro, no a un lado.

Se van a partir dos abatelenguas por la mitad dos de esas mitades se pegaran en las orillas casi en la esquina;se pegaran a lo largo no a lo ancho esto es para los mandos,Mediran 10 cm a partir de los abatelenguas hacia el centro a lo ancho.

Se agujeraran ocho abatelenguas en la orilla y en el centro, en el centro se pondra un palillo de brocheta con una jeringa agujerada previamente, donde no hay agujero se le van a ponder 6 o 7 cuadritos de carton delgado a cada uno de los mandos que se van a hacer de la misma manera que el anterior.

Cuando hallan terminado los mandos para poder sostenerlos a la placa de carton necesitaremos 8 cinturoncitos de plástico, cuatro con el tamaño de la boquilla de la jeringa y los otros cuatro del tamaño de el alambre, también necesitaremos cuatro pedazos de alambre de 6 centímetros y vamos a doblarlos en forma de “U” los atoramos con el cinturón que este apretado a su tamaño y lo clavamos al cartón, lo volvemos a sacar para que queden las marcas y volverlos a meter untados con superglue.

Para finalizar el “BRAZO ROBÓTICO CON SISTEMA HIDRÁULICO” deben tener una jeringa extra y un gran pedazo de manguera para poder llenar las jeringas de los mandos sin ser removidas de su lugar, acto seguido se pueden conectar las mangueras no les dire medidas por que no son exactas sin embargo tiene que quedar con un buen pedazo de manguera para que el brazo se pueda mover libremente.

Galería Método

Resultados

Que paso?
Al momento de accionar una palanca se movia una de las articulaciones del brazo robotico
¿Como paso?
Cada una de las jeringas tenia agua y las unimos con mangueras para pecera y al momento de jalar el agua se absorbe tambien el piston de hule sintetico.
¿Que obtuviste?
Logramos obtener un genail brazo robotico con sistema hidraulico

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

CONCLUSION
Me gusto mi proyecto por que con esta investigación aprendi que hay diferentes formas de crear un sistema hidráulico con materiales de bajo costo, me divertí mucho y puedo levantar mis juguetes.

Bibliografía

BIBLIOGRAFIA
· https://es.scribd.com/mobile/doc/14631107/Origen-Hidraulica
· http://wwwrockandrollcom-asisa.blogspot.mx/2011/08/historia-de-la-hidraulica.html?m=1
· http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/historiadelahidraulica/historiadelahidraulica.html
· http://historiapedia.com/hidraulica/

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography