diseño de un monoplaza para formula student
Páginas: 42 (10385 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2013
CAPITULO 4: DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN
4.1.- Determinar los parámetros óptimos para diseñar un pedal de freno a través del enfoque Taguchi.
4.1.1.- Selección de parámetros a ser estudiados
Para comenzar, se determinaron cuáles propiedades del pedal influenciaban en la comodidad del piloto, y de esta manera poder elegir los parámetros que serian analizados por el método de Taguchi.Con dichos criterios, se eligieron 4 parámetros, los cuales fueron:
Fig 4.1.1.1 Parámetros controlables para la ergonomía.
A1: Altura del Pedal
A2: Forma del Apoya Pie
A3: Angulo de carrera del Pedal
A4: Sobresaliente del Pedal
Para cada parámetro se eligieron 3 niveles o valores posibles, basando el nivel intermedio en los datos obtenidos en Clara yMartínez (2012), y agregando adicionalmente un nivel superior e inferior, para variar el rango de confort de los parámetros. Los valores finales elegidos para cada nivel de cada parámetro fueron:
A1: Altura del Pedal
La altura del pedal influye en la ergonomía ya que afecta el punto de de aplicación de la fuerza, el cual varía dependiendo del largo del pie medido desde el tobillo a laalmohadilla. En Clara y Martínez (2012) se concluyo que el pedal debía de medir aproximadamente 20cm de largo, basándose en el promedio de varios largos de pie, y luego calculando el largo del pedal utilizando el ángulo de inclinación de la planta del pie con respecto al suelo (α=70°). En este estudio, la medida más grande de largo de pie fue de 22cm, y la más pequeña fue de 19,5 cm (ver tabla2.1.3.1). Ahora aplicando la misma metodología utilizada por Clara y Martínez (2012) el largo del pedal para valores de 22cm y 19,5cm serian de:
Largo de Pedal Mínimo = 19,5 (sen 70°)= 18,32 cm.
Largo de Pedal Máximo = 22 (sen 70°)= 20,67 cm.
Utilizando el valor de 20cm como nivel intermedio, se decidió agregar un margen de error de 2cm, debido a que la diferencia entre el caso más alejado quesería el Largo de Pedal Mínimo y el valor promedio es de 20-18,32=1,68cm. Debido a esto, los niveles elegidos para la altura del pedal fueron los siguientes: 18cm, 20cm y 22cm.
Fig 4.1.1.2 Niveles de la altura del pedal
A2: Forma del Apoya Pie
La forma del apoya pie influye en la ergonomía ya que afecta la manera en que la que la fuerza es trasmitida al pedal, con unaforma inadecuada, la fuerza se concentrara en un punto especifico del pie lo que causara un dolor o molestia, por lo que una morfología adecuada se vuelve muy importante. En Clara y Martínez (2012) se utilizó como forma del apoya pie un trapecio (ver figura 2.1.3.8) cuyas dimensiones fueron tomadas del pedal del freno de un vehículo comercial modelo Chevrolet Aveo 2007. Para cambiar el confort delpiloto se decidió agregar dos formas adicionales, un rectángulo horizontal y un rectángulo vertical como figuras básicas, para comprobar de qué manera se distribuye mejor la fuerza y es mas cómoda a la hora de presionar el pedal. Estas formas fueron elegidas debido a su sencillez, y porque se ajustan a modelos de pedales comúnmente utilizados en la industria.
En la siguiente imagen,se puede observar algunos modelos de pedales comúnmente utilizados.
Fig 4.1.1.3 Pedales comerciales.
Elaboración: http://www.dinodirect.com/
Basándonos en estos modelos y tomando en cuenta las medidas del pedal del Chevrolet Aveo 2007, se decidieron utilizar un apoya pie que midiese 38mm de ancho (medida que se encuentra limitada por el tubo elegido para la construcción)y 80mm de largo (un 45% más largo que el modelo planteado por Clara y Martínez (2012)) para ser utilizado de manera vertical y horizontal y de esta manera estudiar de qué manera se comporta mejor el apoya pies:
Modelo Rectangular Horizontal: estudia el hecho de que él apoya pies sea mas ergonómico si se ajusta al ancho del pide del individuo.
Modelo Rectangular Vertical: estudia el hecho...
4.1.- Determinar los parámetros óptimos para diseñar un pedal de freno a través del enfoque Taguchi.
4.1.1.- Selección de parámetros a ser estudiados
Para comenzar, se determinaron cuáles propiedades del pedal influenciaban en la comodidad del piloto, y de esta manera poder elegir los parámetros que serian analizados por el método de Taguchi.Con dichos criterios, se eligieron 4 parámetros, los cuales fueron:
Fig 4.1.1.1 Parámetros controlables para la ergonomía.
A1: Altura del Pedal
A2: Forma del Apoya Pie
A3: Angulo de carrera del Pedal
A4: Sobresaliente del Pedal
Para cada parámetro se eligieron 3 niveles o valores posibles, basando el nivel intermedio en los datos obtenidos en Clara yMartínez (2012), y agregando adicionalmente un nivel superior e inferior, para variar el rango de confort de los parámetros. Los valores finales elegidos para cada nivel de cada parámetro fueron:
A1: Altura del Pedal
La altura del pedal influye en la ergonomía ya que afecta el punto de de aplicación de la fuerza, el cual varía dependiendo del largo del pie medido desde el tobillo a laalmohadilla. En Clara y Martínez (2012) se concluyo que el pedal debía de medir aproximadamente 20cm de largo, basándose en el promedio de varios largos de pie, y luego calculando el largo del pedal utilizando el ángulo de inclinación de la planta del pie con respecto al suelo (α=70°). En este estudio, la medida más grande de largo de pie fue de 22cm, y la más pequeña fue de 19,5 cm (ver tabla2.1.3.1). Ahora aplicando la misma metodología utilizada por Clara y Martínez (2012) el largo del pedal para valores de 22cm y 19,5cm serian de:
Largo de Pedal Mínimo = 19,5 (sen 70°)= 18,32 cm.
Largo de Pedal Máximo = 22 (sen 70°)= 20,67 cm.
Utilizando el valor de 20cm como nivel intermedio, se decidió agregar un margen de error de 2cm, debido a que la diferencia entre el caso más alejado quesería el Largo de Pedal Mínimo y el valor promedio es de 20-18,32=1,68cm. Debido a esto, los niveles elegidos para la altura del pedal fueron los siguientes: 18cm, 20cm y 22cm.
Fig 4.1.1.2 Niveles de la altura del pedal
A2: Forma del Apoya Pie
La forma del apoya pie influye en la ergonomía ya que afecta la manera en que la que la fuerza es trasmitida al pedal, con unaforma inadecuada, la fuerza se concentrara en un punto especifico del pie lo que causara un dolor o molestia, por lo que una morfología adecuada se vuelve muy importante. En Clara y Martínez (2012) se utilizó como forma del apoya pie un trapecio (ver figura 2.1.3.8) cuyas dimensiones fueron tomadas del pedal del freno de un vehículo comercial modelo Chevrolet Aveo 2007. Para cambiar el confort delpiloto se decidió agregar dos formas adicionales, un rectángulo horizontal y un rectángulo vertical como figuras básicas, para comprobar de qué manera se distribuye mejor la fuerza y es mas cómoda a la hora de presionar el pedal. Estas formas fueron elegidas debido a su sencillez, y porque se ajustan a modelos de pedales comúnmente utilizados en la industria.
En la siguiente imagen,se puede observar algunos modelos de pedales comúnmente utilizados.
Fig 4.1.1.3 Pedales comerciales.
Elaboración: http://www.dinodirect.com/
Basándonos en estos modelos y tomando en cuenta las medidas del pedal del Chevrolet Aveo 2007, se decidieron utilizar un apoya pie que midiese 38mm de ancho (medida que se encuentra limitada por el tubo elegido para la construcción)y 80mm de largo (un 45% más largo que el modelo planteado por Clara y Martínez (2012)) para ser utilizado de manera vertical y horizontal y de esta manera estudiar de qué manera se comporta mejor el apoya pies:
Modelo Rectangular Horizontal: estudia el hecho de que él apoya pies sea mas ergonómico si se ajusta al ancho del pide del individuo.
Modelo Rectangular Vertical: estudia el hecho...
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