1. Departamento de Ingeniera Mecnica y MecatrnicaLnea de
Investigacin, Innovacin y Desarrollo Tecnolgico XXVI MUESTRADE
MQUINAS Y PROTOTIPOS BASKET RETURNER Avellaneda, Diego AndrsParra;
Juan Camilo Puentes; John R. Bogot D.C., junio de 2010 2.
ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN Antecedentes el proyecto Se plantea
como una necesidad en el baloncesto colombiano estimular su
prcticaevitando que el jugador tenga que recoger el baln luego del
lanzamiento al aro, ya queesto genera prdida de tiempo y disminucin
en el ritmo de juego.El objetivo del equipo de diseo es implementar
conocimientos interdisciplinaresmediante una metodologa establecida
de diseo, obteniendo al final del proceso unprototipo que satisfaga
la necesidad planteada, lo que permitir mejorar la tcnica
dellanzamiento al aro y el nivel competitivo del deportistas. Una
media de los clientes potenciales desea un dispositivo que le ayude
en la prcticade baloncesto devolviendo el baln luego del
lanzamiento al aro, muy cerca o a distintasdistancias de la posicin
inicial, con un alcance de 1/4 de cancha, a la altura del
pecho,caracterizado por su calidad, facilidad de uso y facilidad de
ensamble y desensamble. 3. ANTECEDENTES Y
FUNDAMENTACINFinanciamientoEl principal cliente identificado es la
liga de Bogot y los clubes privados adscritos a torneos y ala liga
nacional. Aun no hay una oferta concreta de financiamiento, pero se
espera contactar a los gerentes de losclubes en Bogot.Costo del
proyecto 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEO Por qu? En la
prctica de baloncesto es tedioso ir por el baln luego del
lanzamiento al aro, lo que genera prdida de tiempo y disminuye
ritmo al jugador. Por esta razn es necesario implementar algn
mecanismo que facilite esta labor. Qu y Para qu? El producto se
denomina Basket Returner , que es un dispositivo fsico y funcional,
que devuelva al usuario el baln despus de que ste realice un
lanzamiento al aro, agilizando su prctica y evitndole recoger el
baln manualmente. 5. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEO A quin ?
El principal cliente identificado son los clubes privados de
baloncesto adscritos a la Liga de Bogot.sin embargo, ellos aclaran
que debe ser diseado basados en la opinin de los deportistas que
ellos manejan, que son quienes harn uso del producto, y en esta
categora se encuentran los deportistas novatos y de alto
rendimientoAficionados al baloncesto, muy interesados en adquirir
un producto de estas caractersticas. Dnde y Cundo?El prototipo ser
dispuesto en la infraestructura de la Universidad Nacional de
Colombia a finales del primer semestre del 2010, y ser introducido
al mercado para el segundo semestre de 2010 6. REQUERIMIENTOS DEL
CLIENTE 7. [1] http://airborneathletics.com/drdish.php ANLISIS DE
LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) Boomerang PRO Zbounder 8. [1]
http://airborneathletics.com/drdish.php ANLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING) iMake Dr. Dish 9. ESPECIFICACIONES DE INGENIERA
(QFD) 10. ESPECIFICACIONES DE INGENIERA (QFD) 11. DIAGRAMA DE
DESCOMPOSICIN FUNCIONAL 12. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS
ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASrbol de clasificacin de conceptos:
Categora estructural 13. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS
ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASrbol de clasificacin de conceptos:
Categora estructural 14. GENERACIN DE CONCEPTOS: VALORACIN DE LAS
ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASrbol de clasificacin de conceptos:
Categora impulso de balones 15. GENERACIN DE CONCEPTOS: VALORACIN
DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASrbol de clasificacin de
conceptos: Categora impulso de balones 16. GENERACIN DE CONCEPTOS:
VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASrbol de
clasificacin de conceptos: Categora impulso de balones 17.
GENERACIN DE CONCEPTOS: VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN
GENERADASrbol de clasificacin de conceptos: Categora captacin de
energa 18. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIN GENERADASTabla de combinacin de conceptos: Categora
estructuralCategora estructuralAiSoporte Bi Recolectar balones
CiAlmacenar balonesA1 Ganchos al tablero B1 Estructura con malla C1
Canal rgidoA2 Armadura al piso B2 Malla suelta C2 Aros unidos por
membranaC3Malla CombinacinConcepto resultante A1 B1 C3 a A1 B2 C3 b
A2 B1 C1 c A2 B1 C2 d A2 B1 C3 e A2 B2 C1 f A2 B2 C2 g A2 B2 C3 h
19. GENERACIN DE CONCEPTOS: VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIN GENERADASTabla de combinacin de conceptos: Categora impulso
balnCategora de impulso de baln Combinacin Concepto resultante
Aplicar energa mecnica al11 iGi Controlar trayectoriaHibaln12
jMovimiento angular plano Cuna de empuje activada porG1 posicionado
manualmente por el H1 resorte lineal a extensin que se13kusuario y
elevacin fijacontrola por motor paso a paso14 lMovimiento angular
plano por16m Resorte lineal comprimido porG2 medio de un puente H y
elevacin H2solenoide 17n fijaMovimietno angular plano de 18o
Resorte angular con golpeador manera secuencial por medio de
21pG3H3 controlado por motor paso asistema de engranajes y paso 22q
microcontrolador, elevacin fija23 r Resorte de ballesta activado
porH4 caida del baln24 sH5 Martillo con volante acoplado26 tH6
Pistn neumtico27u Rodillos giratorios alimentadosH7 por motor DC y
controlado por28vvoltaje 35w 20. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN
DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADAS Tabla de combinacin de
conceptos: Categora flujo baln Categora de flujo de balnCombinacin
Concepto resultante Controlar FlujoPermitir el flujo del baln hacia
el11 xDi Ei(seal) impulsor02yCompuerta retractil lineal activada
por 13 zD1 TemporizadorE1 solenoide14aa pulso mecnico delD2E2Leva -
pasador con motor DC usuario24ab Rueda con aspas con trinqueteac E3
15activada por motor DCadCompuerta retractil angular activada16 E4
por motor DC ae E5 Palanca reguladora con contrapeso 26Barra en
ngulo pivotada activada por af E6 07 solenoideEscotilla sostenida
por resorte lineal y E7 activada por peso 21. GENERACIN DE
CONCEPTOS: VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN
GENERADASConceptos generados de la primera etapa de generacin del
conceptonomenclatura caracteristicasbSoporte de la malla al tablero
mediante ganchos. Malla sin estructura y sueltahSoporte estructural
para apoyar la malla desde el suelo. Malla suelta j movimiento
angular plano manual. Impulso del balon con resorte de
ballestalvControl del movimiento angular plano con puentes H.
Impulso del baln con resorte de ballesta
combinacionesb-lvb-jh-lvh-jA lo largo del desarrollo del proyecto,
el equipo de trabajo ha estado continuamente replanteando y
reevaluando conceptos, especialmente en el modulo del Booster 22.
GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN
GENERADASEvolucin conceptual del modulo del Booster: primer
concepto Problemas presentados por este concepto: Posible falla en
la argolla del resorte Demasiada perdida de potencia debido a la
friccin entre las rodachinas y el riel. Alta probabilidad que el
sistema se trabe. 23. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS
ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADASEvolucin conceptual del modulo del
Booster: segundo concepto Ventajas respecto al anterior concepto.
Disminucin de la friccin debido a rozamiento Mas estabilidad en el
lanzamiento Problemas presentados por este concepto: Alto numero de
componentes mecnicos 24. GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS
ALTERNATIVAS DE SOLUCIN GENERADAS Evolucin conceptual del modulo
del Booster: tercer conceptoVentajas respecto al
anteriorconcepto.Menor numero de piezasPresenta mas estabilidad
Problemas presentados por este concepto: Alto volumen ocupado 25.
GENERACIN DE CONCEPTOS:VALORACIN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIN
GENERADASEvolucin conceptual del modulo del Booster: cuarto
conceptoVentajas respecto al anteriorconcepto.Menor numero de
piezasPresenta mas estabilidad 26. GENERACIN Y EVALUACIN DEL
PRODUCTO 27. GENERACIN Y EVALUACIN DEL PRODUCTO 28. GENERACIN Y
EVALUACIN DEL PRODUCTO 29. PLANO ELCTRICO BOOSTER 30. CALCULO
DINMICO TERICO 31. SIMULACIN DINMICA 32. EXPERIMENTO DINMICA 33.
CLCULO DEL RESORTE HELICOIDAL A COMPRESIN 34. CLCULO DEL RESORTE
HELICOIDAL A COMPRESIN 35. CLCULO DEL RESORTE HELICOIDAL A
COMPRESIN 36. OPTIMIZACIN BOOSTER 37. DESCRIPCIN DE LA MQUINA 38.
DESCRIPCIN DE LA MQUINA 39. DESCRIPCIN DE LA MQUINAEl Basket
Returner es un dispositivo diseado para satisfacer varias
necesidades del jugador debaloncesto: Recoger el baln, devolverlo a
una altura y distancia adecuadas y en un ampliongulo plano de
lanzamiento .Consta de cuatro mdulos principales: Recolector Base
Booster Soporte Giratorio.De stos se obtienen dos subconjuntos: el
recolector y el Returner; el primero va fijo al tablerode la cancha
y el segundo se soporta del piso.Las especificaciones del producto
son: Alimentacin por corriente alterna a 110 V y 60Hz. Volumen
ocupado: 2.2m x 1.5m x 3m Peso total: 44 kg.-El dispositivo tiene
gran variedad de materiales , escogidos bajo los criterios de
resistenciamecnica, peso, disponibilidad comercial y esttica.ngulo
de barrido: 0 a 180 a 2 RPM Alcance mximo: 7m a una altura de
1.4mTiempo de ciclo: 8 seg. 40. DESCRIPCIN DE LA MQUINAEl Basket
Returner funciona bajo el siguiente ciclo:1. El usuario elige si
quiere una rutina de entrenamiento con posicin esttica con rotacin
oscilatoria.2. Si es oscilatoria debe definir un rango angular 180
3. Se realiza el lanzamiento y el baln es recogido en la malla y
direccionadolo hacia el Booster4. En el Booster el baln activa un
sensor que inicia la compresin del resorte al activar el clutch.El
motor de impulso est girando siempre.5. Cuando el resorte alcanza
la deflexin de trabajo se activa otro sensor que desactiva el
clutch ylibera el resorte , realizando el lanzamiento.6. El baln es
devuelto al usuario y con el siguiente lanzamiento se reinicia el
ciclo.Nota: Durante el funcionamiento en rotacin oscilatoria el
giro es constante en el ngulo fijado. 41. BASE SOPORTE 42. BASE
SOPORTE 43. TRANSMISIN 44. TRANSMISIN 45. SOPORTE GIRATORIO 46.
BOOSTER 47. BOOSTER 48. RECOLECTOR 49. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL
DISEOLa Universidad Nacional de Colombia como universidad Pblica,
contemplo en este proyecto fomentar y apoyar la inclusin de
tecnologa de origen nacional con un bajo costo, en las prcticas
deportivas de Baloncesto, uno de los deportes menos favorecidos en
el mbito econmico en el tradicional entorno social donde el apoyo
financiero del estado y de las instituciones privadas se enfoca
mayoritariamente en el futbol. El departamento de ingeniera mecnica
en su Lnea de investigacin y fomento del desarrollo tecnolgico,
pretende incursionar en esta disciplina, practicada por deportistas
de alto rendimiento, novatos y aficionados, que involucra a un
sector muy amplio de personal en distintas ramas del conocimiento,
trabajando por mejorar el desempeo y los beneficios en este
deporte. 50. ANLISIS ECONMICOCOSTOS ASOCIADOS CON EL PROCESO DE
DISEOInversin de tiempoEsfuerzo en el proceso de diseo por parte de
los integrantes del grupoInversin de tiempo y dinero en la
cotizacin de componentes estndar y materialesImpresin de los
respectivos planos experimentacin con preprototiposEl estimado
asociado a los costos del proceso de diseo, ha sido 1.400.000COSTOS
DE MATERIALES ModuloPrecio de materialesRecolector120.000 Base
105.000 Soporte giratorio205.000 Booster270.000TOTAL 700.000 51.
ANLISIS ECONMICO COSTOS DE ENSAMBLEEl tiempo estimado de ensamble
ha sido de aproximadamente 20 horas/hombre.Gracias al proceso de
diseo, se ha reducido al mnimo posible la inversin en tiempoy
capital en esta actividad en especial.Los principales desperdicios
de material han sido debido a los retales de los cortesrealizados
52. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Es importante programar de
manera coherente las metas previstas a lo largo del tiempo estimado
para el desarrollo del proyecto con el fin de dar una exitosa
culminacin al proyecto. En caso de que alguna actividad programada
para cierto tiempo no se cumpliera, el equipo de trabajo debe
aumentar sus esfuerzos en ponerse al da con el cronograma
previamente definido . Es necesario aumentar la estimacin del
tiempo de fabricacin de las piezas mecnicas, en un factor mnimo del
40%, con el fin que si se llegara a presentar algn percance, el
equipo de trabajo tenga un rango de tiempo suficiente para
reaccionar y generar soluciones adecuadas a los percances
presentados. Todos los componentes, sin excepcin, han pasado por
varios procesos de rediseo, en algunos de los cuales, como el
Booster, ha sido necesario hacer experimentos con el fin de
observar su comportamiento y medir variables, dando como resultado
un componente optimizado. No obstante, a pesar de las diversas
iteraciones en el proceso de rediseo, lo que ha generado algunas
muy buenas optimizaciones, es necesario recalcar el hecho que aun
es factible la optimizacin y mejora de gran cantidad de partes,
mdulos y sus respectivas interfaces. 53. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
YHERRAMIENTAS DE INGENIERA EMPLEADAS 1. ULRICH KARL, EPPINGER
STEVEN; Diseo y desarrollo de productos, EnfoqueMultidiciplinario.
Editorial McGraw-HILL. 2004. 2. ULLMAN DAVID. The mechanical design
process. Editorial McGraw-HIL International editions.1992. Pginas
web en donde aparece el Benchmarking 1.
http://www.shootandstar.com/ 2. http://www.zbounder.com/ 3.
http://airborneathletics.com/imake.php 4.
http://www.quikshotusa.com/ 5.
http://airborneathletics.com/drdish.php 6.
http://www.boomerangbasketball.net/index.html 54. REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS YHERRAMIENTAS DE INGENIERA
EMPLEADAShttp://www.guayasceg.com/fabricacion-cables-control.htmlhttp://www.paginasamarillas.com/www.multiguayas.com/web_13528316_2_6_2759_1_1/index.aspx
Norma API.9a ISO 10425, 2003 55. MUCHAS GRACIASAvellaneda, Diego
Andrs / [email protected]; Juan Camilo /
[email protected]; John R. / [email protected]
