Mecanismos de 4 barras

Mecanismos de 4 barras
En ingeniería mecánica un mecanismo de cuatro barras o cuadrilátero articulado es un mecanismo formado por tres barras móviles y una cuarta barra fija (por ejemplo, el suelo), unidas mediante nudos articulados (unión de revoluta o pivotes). Las barras móviles están unidas a la fija mediante pivotes. Usualmente las barras se numeran de la siguiente manera:
* Barra 2.Barra que proporciona movimiento al mecanismo.
* Barra 3. Barra superior.
* Barra 4. Barra que recibe el movimiento.
* Barra 1. Barra imaginaria que vincula la unión de revoluta de la barra 2 con la unión de revoluta de la barra 4 con el suelo.
La cadena cinemática de 4 barras (figura siguiente) es una secuencia cerrada de eslabones (o barras) conectados por articulaciones. De estacadena cinemática se pueden obtener (de manera inmediata) 4 diferentes mecanismos (o inversiones cinemáticas) según cual sea la barra que se fija a tierra (barra que permanecerá inmóvil en el mecanismo).

Uno de los usos habituales del mecanismo de 4 barras es el de generador de trayectorias. El acoplador del mecanismo tiene asociado un plano que se mueve con el mismo. Cada punto de este planogenera una trayectoria distinta. Así, se puede seleccionar una determinada trayectoria y utilizar el punto trazador para guiar otros eslabones.En la figura siguiente se muestran las trayectorias de 9 puntos del acoplador. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, para cada mecanismo de 4 barras, el plano del acoplador posee infinitos puntos y que, por tanto, el mecanismo es capaz de generar infinitastrayectorias distintas.
Mecanismos de 4 barras de Grashof

La condición necesaria para que al menos una barra del mecanismo de 4 barras pueda realizar giros completos se conoce como condición de Grashof y se enuncia como sigue:
"Si  s + l < p + q  entonces, al menos una barra del mecanismo podrá realizar giros completos"
Donde s es la longitud de la barra más corta, l es la longitud de labarra más larga y p, q son las longitudes de las otras dos barras.
Existen tres tipos diferentes de mecanismos de Grashof y un solo tipo de mecanismo no de Grashof, que se describen a continuación.

Mecanismo Manivela-Balancín
A partir de la cadena cinemática de 4 barras se obtiene este mecanismo cuando la barra más corta (s) es una manivela. En este mecanismo, dicha barra más corta realizagiros completos mientras que la otra barra articulada a tierra posee un movimiento de rotación alternativo (balancín).
 
Todo mecanismo de 4 barras se puede montar según dos configuraciones distintas (sin cambiar las longitudes de las barras). Estas dos configuraciones proporcionan mecanismos simétricos siendo la línea de barra fija el eje de simetría. Así, en la siguiente figura existe un botón"Configuración" que permite cambiar de una configuración a otra.

Mecanismo de Doble Manivela
A partir de la cadena cinemática de 4 barras se obtiene este mecanismo cuando la barra más corta (s) es la barra fija. En este caso, las dos barras articuladas a la barra fija pueden realizar giros completos (manivelas).
 
Mecanismo de Doble Balancín (de Grashof)
A partir de la cadena cinemática de 4barras se obtiene este mecanismo cuando la barra más corta (s) es el acoplador. Este mecanismo está formado por dos balancines articulados a la barra fija y un acoplador que puede dar vueltas completas.

Mecanismos de 4 barras NO de Grashof
Cuando se cumple que s + l > p + q, no existe ninguna inversión cinemática del cuadrilátero articulado que proporcione un mecanismo con capacidad pararealizar vueltas completas en alguna de sus barras. Así, todos los mecanismos que se pueden obtener son triples balancines.

Mecanismos plegables
El límite de la condición de Grashof ocurre cuando s + l = p + q. Los mecanismos que cumplen esta igualdad son siempre mecanismos plegables (es decir, mecanismos en los que existe alguna posición en la que todas las barras están alineadas). Cuando el...