Establecimiento de la necesidad
Especificaciones de diseño de un sistema de paso a los pasajeros de autobús que vayan al lado de la ventana y necesiten salir al pasillo. (Grupo 6 como diseñadores)
Especificaciones de diseño de un sistema de paso a los pasajeros de autobús que vayan al lado de la ventana y necesiten salir al pasillo. (Grupo 6 como diseñadores)
ESPECIFICACIONES DE DISENO | Oblig. | Deseab. | Ent. | Sal. | Amb. |
FUNCIONALES | |||||
Peso máximo de 7 Kg. | x | x | |||
Sistema mecánico manual accionado por el usuario sentado del lado del pasillo | x | x | |||
El tiempo máximo de respuesta desde el accionamiento debe ser de 4 segundos | x | x | |||
CONDICIONES DE AMBIENTE | |||||
El sistema debe ser independiente del peso del pasajero o del peso que lleva con él | x | x | |||
No obstaculizar el paso en el pasillo central | x | x | |||
El sistema se debe bloquear mientras el autobús está en movimiento | x | x | |||
No debe obstaculizar a los pasajeros sentados en la fila trasera | x | x | |||
El sonido que produce debe pasar desapercibido | x | x | |||
INTERFACES | |||||
Sistema de ensamblaje que permita a una sola persona ensamblarlo por sí solo | x | x | |||
No deben quedar expuestos los elementos mecánicos, excepto el de accionamiento, de modo de no interferir con otros equipos y dispositivos. | x | x | |||
Debe poder colocarse en cualquier autobús actual | x | x | |||
USUARIO | |||||
El dispositivo debe tener carcasa protectora, de modo que el pasajero no pueda alterar su configuración. | x | x | |||
MANTENIMIENTO | |||||
El mantenimiento rutinario se debe poder realizar sin desacoplar los elementos del sistema | x | x | |||
Los componentes mecánicos deben ser reemplazables | x | x | |||
El sistema debe ser inicialmente instalado por una persona capacitada, pero el chofer debería poder realizar remplazos menores y otros mantenimientos. | x | x | |||
El costo de mantenimiento no debe interferir en la rentabilidad del costo del pasaje en autobús | x | x | |||
TIRAJE | |||||
Producir inicialmente para abastecer la flota de Metrobuses del país, de modo de medir la aceptación del público. | x | x | |||
Dependiendo de la aceptación del público, abastecer para la flota restante de autobuses en el país. | x | x | |||
COSTOS DEL PRODUCTO | |||||
Un alto costo del producto al momento de la compra debe venirse traducido en bajos costos de mantenimiento | x | x | |||
MEDIOS DE FABRICACION | |||||
El sistema debe ser fabricado inicialmente como prototipo, pero debe tener potencial de fabricación masiva. | x | x | |||
DOCUMENTACION | |||||
El producto debe venir acompañado de su debida documentación (manual de instalación y mantenimiento, hoja de especificaciones técnicas). | x | x | |||
VIDA DE SERVICIO | |||||
Se debe considerar que en un día (funcionando el servicio del autobús entre 6 y 8 horas diarias) el sistema esta accionado cada vez que se detiene el autobús (cada 15 o 30 minutos, para el promedio de autobuses). | x | x | |||
Vida útil de 10 años | x | x |
Se requiere diseñar una cava que mantenga el hielo por 8 horas en un día
soleado en una playa venezolana (grupo 6 como cliente)
1) Funcionales
Aspectos generales del producto fabricado de forma, función y desempeño
a) Peso máximo 3.5 kg (Obligatorio)
b) Autonomía de operación Mantener el hielo por 8 horas (Obligatorio)
c) Tipo de alimentación Manual (Deseable)
2) Condiciones de ambiente y entorno
a) Temperatura Hasta 40°C (Deseable)
b) Humedad 85% (Deseable)
c) Cargas Una carga máxima de 90 latas más 2 bolsas de hielo (Obligatorio)
d) Sustancias corrosivas Salitre, agua de mar (Obligatorio)
3) Usuario
a) Consideraciones ergonómicas Fácil de subir y bajar a mano (Obligatorio)
4) Interfaces ??
5) Vida de servicio
a) Vida del producto Una duración de 5 años mínimo (Obligatorio)
b) Modos de uso 48 horas a la semana a 100% de la carga (Deseable)
6) Mantenimiento
a) Mínimo mantenimiento, nulo o periódico Periódico (Deseable)
7) Costo del producto
a) Comparativa con la competencia 50 Bs por debajo (Deseable)
b) Expectativa del cliente Máximo 450 Bs por unidad (Deseable)
8) Transporte ??
9) Tiraje
a) Estimado número de unidades a producir 500 unidades (Obligatorio)
10) Medios de fabricación y procesos ??
11) Plazos de entrega
a) Separación de tiempo de culminación por fase 100 unidades por mes durante 5 meses (Obligatorio)
12) Normativas y aspectos legales ??
13) Competencia
a) Potenciales competidores Coleman
14) Documentación
a) Documentos que se esperan se entreguen con el producto Planos y garantía de 1 año (Obligatorio)
15) Venta, uso y retirada
a) Impacto sobre el medio ambiente No contaminante (Deseable)
b) Porcentaje de piezas reciclables 30% de las piezas reciclables (Deseable)
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| Figura 1. Análisis funcional |
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| Figura 2. Diagrama de flujo |
Búsqueda de patentes
Patente 1: CN 101779871 (A) - Movable joint of chair
Fecha de publicación: 21-07-2010.
Inventor(es): Cheng Jun; Yuting Lian.
Resumen de CN 101779871 (A):
The invention discloses a movable joint of a chair, which comprises a fixed block and a rotatable block which are connected with each other through a main shaft, wherein the fixed block and the rotatable block are fitted with each other and are connected with the main shaft by means of axial fixation and circumferential rotation; the peripheries of the fixed block and the rotatable block are respectively provided with one convex block; the two convex blocks are provided with slide ways along the axial direction; the slide ways are provided with slide blocks; the rotatable block is fixedly provided with a pair of left-right symmetrical convex lugs; and the convex lugs are provided with a crank connection rod mechanism which drives the slide blocks to be slide in the slide ways and leads the slide blocks to be stayed or separated from a fit part between the fixed block and the rotatable block. The movable joint can rotate within the range of 0-360 degrees, and can be installed at each part of the chair, thereby leading the chair to reach the maximum folding degree, and being good for products to be boxed and carried; and enlarges the application range, thereby adapting to not only common leg chairs and steel tube chairs, but also revolving chairs, and the whole design is better in hommization, universalization and marketization.
Aplicación al proyecto:
Esta patente nos proporciona una idea en cuanto al mecanismo giratorio de la silla a diseñar, en donde se plantea una articulación móvil de una silla, que comprende un bloque fijo y un bloque giratorio.
Patente 2: US 2011109135 (A1) - Swiveling chair with electrical pass - through
Fecha de publicación: 12-05-2011
Inventor (es): Davis Jr Wendell R; Lundeen dale Robert; Vetter Kay Daniel
Resumen de US 2011109135 (A1):
A bi-plate ball bearing is configured for horizontally mounting between a base and a chair. The ball bearing has an upper plate and a lower plate defining a ball bearing race and a tension member holding the plates together disposed through a central rotational axis of the bi-plate ball bearing. The tension member may be configured as a threaded metal tube fixed to a first one of the upper plate and the lower plate and held to a second one of the upper plate and the lower plate by a nut. The threaded metal tube defines a passage through the central rotational axis of the bi-plate ball bearing through which power and control wiring may pass. The bearing may provide a cost-effective swivel bearing for chair that includes powered electronics, for which it is desired to pass wiring from the swiveling chair into a chair base.
Aplicación al proyecto:
Esta patente nos muestra un mecanismo basado en un cojinete de bolas, el cual puede ser práctico para la aplicación de nuestro proyecto, ya que estos rodamientos se consiguen fácilmente en el mercado.
Patente 3: JP 2010099489 (A)-Chair
Fecha de publicación: 2010-05-06
Inventor (es): UEDA NOBUYUKI; KINOSHITA YOJIRO; HORIKI TOSHIYURI
Resumen de JP 2010099489 (A):
Problem to be solved: To provide a chair whose seat can be moved back and forth with respect to a seat support and can be fixed in a predetermined front-backmovement position by appropriate operations.
Solution: The chair includes a fixing mechanism 100 which selectively fixes the seat 6 in a desired position in the front-back direction. A lever 110 for operating the fixing mechanism 100 is provided in a position where it can move back and forth together and integrally with the seat 6; Copyright: (C)2010 JPO&INPIT.
Aplicación al proyecto:
Esta patente nos proporcionará una idea de un mecanismo que permita mover el asiento hacia adelante y hacia atrás, permitiendo que el pasajero que desea acceder al asiento de la ventana lo haga con mayor facilidad.
Patente 4: WO 2011066870 (A1)-Folding chair
Fecha de publicación: 2011-06-09
Inventor (es): Stegner Franz (DE).
Resumen de WO 2011066870 (A1)
The invention relates to a folding chair (10), comprising a base part (12), to which a backrest (14) is fastened so as to protrude upward, and comprising a seat plate (16), which can be swiveled back and forth about a swivel axis (18) between a folded-open seat position and a resting position folded up toward the backrest (14) depending on gravity. The backrest (14) has two laterally opposite backrest projections (20) on the underside thereof. A backrest hole (24) is laterally bounded by the inner surfaces (22) of the backrest projections facing each other. The seat plate (16) has on the rear thereof a seat plate extension (38) associated with the backrest hole (24). The base part (12) comprises a pair of spaced vertical bracket elements (28), which are fastened to the inner surfaces (22) of the backrest projections (20) at the top-side end sections (34) of the spaced vertical bracket elements. The swivel axis (18) extends througth the two backrest projections (28) and througth the seat plate extension (38).
Aplicación al proyecto:
Esta patente proporciona para nuestro proyecto una forma diferente de pernmitir que el pasajero que se dirige al asiento ubicado al lado de la ventana pueda acceder con mayor facilidad, levantándose el asiento hacia el respaldar del mismo.
Generación de ideas
TRIZ
Generación de ideas
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| Figura 3. Brainsketching |
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| Figura 4. Brainsketching |
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| Figura 5. Brain Splitter |
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| Figura 6. Brain Purge |
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| Figura 7. Brain Purge |
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| Figura 8. Brain Purge |
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| Figura 9. Mapa conceptual |
TRIZ
1. Identificación de recursos
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Figura 10. Recursos |
2. Establecimiento del estado ideal
El pasajero de la ventana sale al pasillo sin la necesidad de que alguien más se mueva
3. Extracción de conflictos
Conflicto evidente:
-Mover al pasajero de la ventana al pasillo (y viceversa) sin pasar cerca del pasajero del pasillo.
Conflictos que impiden alcanzar el estado ideal:
-Mecanismo que, estático, no ocupe mucho espacio para evitar la reducción del número de asientos.
-Mecanismo manual con suficiente resistencia para cargas variables.
-Mecanismo que, accionado, no interfiera con otros espacios del autobús.
-Aumentar la facilidad de mantenimiento reduciendo el número de piezas del mecanismo.
-Materiales de baja calidad disminuyen la vida del mecanismo.
-Sistema ruidoso reduce el confort.
Conflictos inherentes al análisis del sistema:
-Llevar equipaje sin que ocupe espacio.
-Mover el asiento del pasillo sin que su ocupante se mueva.
-Aumentar el peso del asiento (estabilidad) reduce la facilidad para moverlo.
-Aumentar el peso del asiento aumenta el tiempo de accionamiento.
-Activación del mecanismo genera aumentos de temperatura.
4. Traducir conflictos en contradicciones técnicas
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto móvil.
- Disminuir volumen del objeto móvil sin disminuir volumen del objeto inmóvil.
-Aumentar complejidad del sistema sin disminuir resistencia.
- Aumentar factibilidad sin disminuir volumen del objeto móvil.
-Aumentar “reparabilidad” sin aumentar complejidad del mecanismo.
- Aumentar factibilidad sin disminuir la resistencia del mecanismo.
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto inmóvil.
-Aumentar el peso del objeto móvil sin disminuir velocidad.
-Aumentar velocidad sin aumentar temperatura.
5. Aplicar matriz de contradicciones o los principios inventivos
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto móvil. (7, 29, 34)
- Disminuir volumen del objeto móvil sin disminuir volumen del objeto inmóvil. (-)
-Aumentar complejidad del sistema sin disminuir resistencia. (2, 13, 28)
- Aumentar factibilidad sin disminuir volumen del objeto móvil. (3, 10, 14, 24)
-Aumentar “reparabilidad” sin aumentar complejidad del mecanismo. (1, 11, 13, 35)
- Aumentar factibilidad sin disminuir la resistencia del mecanismo. (11, 28)
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto inmóvil. (-)
-Aumentar el peso del objeto móvil sin disminuir velocidad. (2, 8, 15, 38)
-Aumentar velocidad sin aumentar temperatura. (2, 28, 30, 36)
2,3,7,8,10,11,13,14,15,24,28,29,30,34,35,36,38
6. Verificación de resultado
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto móvil. (7, 29, 34)
Es posible aplicar el principio 29 y emplear un sistema neumático o hidráulico
- Disminuir volumen del objeto móvil sin disminuir volumen del objeto inmóvil. (-)
Para fines prácticos es posible que las dimensiones del asiento del pasillo sean menores a las del de la ventana.
-Aumentar complejidad del sistema sin disminuir resistencia. (2, 13, 28)
Al emplear 2, es posible colocar un servomotor debajo del asiento.
- Aumentar factibilidad sin disminuir volumen del objeto móvil. (3, 10, 14, 24)
Al aplicar 14, se crearían asientos con mecanismo de movimiento curvo de varios grados de libertad para optimizar el espacio.
-Aumentar “reparabilidad” sin aumentar complejidad del mecanismo. (1, 11, 13, 35)
Aplicando 1, el asiento tendría pocas partes claves que sean fáciles de desmontar.
- Aumentar factibilidad sin disminuir la resistencia del mecanismo. (11, 28)
Aplicando 11, el sistema mecánico poseería amortiguación interna que aumente la vida útil del mismo.
Aplicando 28, el sistema poseería instrumentos de aviso (ópticos o acústicos) en caso de que falle.
-Aumentar velocidad sin disminuir volumen del objeto inmóvil. (-)
El sistema mecánico no realizará modificaciones al asiento mientras este en operación.
-Aumentar el peso del objeto móvil sin disminuir velocidad. (2, 8, 15, 38)
Aplicando 2, la masa del sistema se organiza de modo que su inercia sea mínima.
Aplicando 8, es posible que el mecanismo posea un lubricante que permita que deslice sin problemas
-Aumentar velocidad sin aumentar temperatura. (2, 28, 30, 36)
Aplicando 2, el sistema mecánico posee una red de circulación de aire como refrigerante.
Aplicando 36, el sistema se construye con materiales que posean una gran capacidad de transferencia de calor para poder transportarlo al ambiente.
Evaluación de ideas
Evaluación de ideas
1. PNI
· Reducir la cantidad de asientos en el autobús para aumentar el espacio entre las filas.
P:
No es necesario ningún mecanismo para mover asientos
Con el espacio extra es posible llevar más equipaje
No es necesario mover a otra persona para salir
N:
El número de pasajeros que el autobús podrá llevar es menor
I:
· Quitar las paredes del autobús.
P:
Los pasajeros podrán acceder desde las partes laterales del autobús
N:
Existe peligro para los pasajeros ante un choque, volcamiento o curva peligrosa
Ante una lluvia todo el interior se mojaría
I:
Poseería un sistema de sujeción muy eficiente
· El asiento de la ventana debe trasladar al usuario al pasillo.
P:
Los pasajeros no deben moverse para poder salir al pasillo
N:
Es necesario mucho espacio para esto
El mecanismo necesario sería muy complejo y costoso para instalarlo en un autobús
I:
El mecanismo debe ser lo suficientemente silencioso para no molestar a los demás pasajeros
· Los autobuses no poseen asientos.
P:
El mantenimiento del autobús sería más fácil
El costo total de los autobuses sería menor
Habría más espacio para la gente
N:
Los pasajeros no podrían sentarse y descansar en viajes largos
Las personas con discapacidad y los ancianos no podrían utilizar los autobuses
I:
Se tendrían que instalar múltiples agarraderas en todo el autobús.
· Varias columnas de un solo asiento con autobuses más anchos.
P:
No es necesario ningún mecanismo para mover asientos
Con el espacio extra es posible llevar más equipaje
No es necesario mover a otra persona para salir
N:
El costo de los autobuses se incrementaría
El ancho se incrementaría y el espacio para manejar el autobús por las calles sería menor
I:
Se deben realizar mediciones de los canales de una vía, lo que limitaría esta idea
· Autobuses con asientos en el centro solamente.
P:
No es necesario ningún mecanismo para mover asientos
Con el espacio extra es posible llevar más equipaje
No es necesario mover a otra persona para salir
N:
La cantidad de personas que se podría transportar sería menor
Se dejaría un gran espacio vacío en los laterales internos del autobús
I:
· El asiento del pasillo se desplaza hacia atrás y el pasajero de la ventana sale caminando.
P:
El usuario de la ventana sale caminando con suficiente espacio
N:
Aumentaría los costos del autobús
Necesita de espacio suficiente para que el mecanismo pueda operar
I:
· Girar asiento hacia afuera y la persona sale caminando
P:
El usuario de la ventana sale caminando con suficiente espacio
Solo se necesita un mecanismo para el asiento del pasillo
N:
Se necesita suficiente espacio para realizar el movimiento
Mecanismo automático incrementaría los costos del autobús
Mecanismo manual genera acción extra por parte del usuario del asiento
I:
Trayectoria del asiento para no incomodar a los demás usuarios
· El autobús posee una puerta para cada fila de asientos.
P:
Cada pasajero de la ventana posee una salida independiente del autobús
La salida del pasajero de la ventana no molesta a otros usuarios
N:
El mantenimiento del autobús se vuelve muy costoso
El control sobre las personas que entran y salen se vuelve difícil
I:
· Ambos asientos giran quedando de cara al pasillo.
P:
Los dos usuarios pueden salir al mismo tiempo
N:
Se necesita de mucho espacio para que ambos asientos puedan girar
El mecanismo es costoso
I:
· Los asientos están de cara al pasillo.
P:
El pasajero sale por sí mismo y sin molestar a los demás
No es necesario instalar un mecanismo
N:
Se reduce la capacidad de pasajeros del autobús
Se debe remodelar en gran medida el interior del autobús
I:
· El asiento del pasillo sube se alza para que la persona salga por debajo de este.
P:
El usuario del pasillo no necesita levantarse de su asiento
N:
El mecanismo es muy costoso
No sería seguro para el usuario del asiento del pasillo
Se necesita gran espacio vertical para que una persona pueda pasar por debajo del asiento levantado
El usuario del asiento no puede tener objetos sueltos sobre el asiento ya que pondría en peligro al usuario de la ventana
La potencia requerida por el mecanismo sería elevada
I:
El sistema mecánico sería complejo
· El asiento del pasillo se desplaza y se intercambia con el de la ventana.
P:
No es necesario que los usuarios se levanten
N:
El mecanismo sería muy costoso
Se necesita de mucho espacio para el mecanismo
La potencia requerida por el mecanismo sería elevada
I:
2. PMO
· El asiento del pasillo se desplaza hacia atrás y el pasajero de la ventana sale caminando.
Su objetivo principal es facilitar el paso del pasajero del lado de la venta ofreciendo suficiente espacio para pasar con equipaje. Para esto el autobús debe contar con mayor espacio entre los asientos de cada fila. Debe poseer un mecanismo corredizo que permita trasladar el asiento.
· Girar asiento hacia afuera y la persona sale caminando
Su objetivo principal es facilitar el paso del pasajero del lado de la venta ofreciendo suficiente espacio para pasar con equipaje. Para esto el autobús debe contar con mayor espacio entre los asientos de cada columna. Debe poseer un mecanismo giratorio para rotar el asiento.
· Los asientos están de cara al pasillo.
El objetivo principal es brindarle al usuario una mayor comodidad dentro del autobús de manera que pueda entrar y salir sin molestar a los demás. Debe poseer suficiente espacio entre los asientos.
· El autobús posee una puerta para cada fila de asientos.
El objetivo principal es brindarle al pasajero de la ventana una mayor comodidad al momento de ingresar al autobús. Debe brindarle una mayor seguridad al usuario que desea ingresar al autobús. Debe poseer seguros para el mecanismo de cierre de las puertas.
3. CYS
· El asiento del pasillo se desplaza hacia atrás y el pasajero de la ventana sale caminando.
Consecuencia inmediata: Facilita el paso al pasillo
Consecuencias a corto plazo: Necesidad de lubricación del mecanismo
Consecuencias a largo plazo: El mecanismo se daña y necesita mantenimiento
· Girar asiento hacia afuera y la persona sale caminando
Consecuencia inmediata: Facilita el paso al pasillo. Al girar el asiento este puede chocar con otra persona y puede lesionarla.
Consecuencias a corto plazo: Necesidad de lubricación del mecanismo
Consecuencias a largo plazo: El mecanismo se daña y necesita mantenimiento
· Los asientos están de cara al pasillo.
Consecuencia inmediata: Facilita la ubicación de las personas, la capacidad del autobús es más limitada
Consecuencias a corto plazo: Necesidad de mayor espacio dependiendo de la densidad poblacional.
· El autobús posee una puerta para cada fila de asientos.
Consecuencia inmediata: pueden producirse accidentes viales al momento de ingresar o salir del autobús, facilita el ingreso rápido del pasajero.
Consecuencias a corto plazo: Necesidad de lubricación del mecanismo.
Consecuencias a largo plazo: Necesidad de mantenimiento de cada puerta lo que lo hace costoso.
Decisiones
Criterios | El asiento del pasillo se desplaza hacia atrás | Girar asiento hacia afuera | Asientos de cara al pasillo | El autobús con puertas para cada asiento |
Factibilidad técnica (S/N) | S | S | S | S |
Cumple con los requerimientos del cliente (30) | 10 | 10 | 5 | 5 |
Costo (20) | 5 | 7 | 5 | 3 |
Factibilidad de fabricación (15) | 4 | 4 | 5 | 2 |
Facilidad de mantenimiento (10) | 2 | 2 | 5 | 1 |
Facilidad de uso (10) | 3 | 2 | 3 | 2 |
Capacidad de personas sentadas (5) | 1 | 2 | 1 | 1 |
Resistencia al desgaste (5) | 1 | 1 | 2 | 1 |
Facilidad de instalación (5) | 1 | 2 | 1 | 1 |
TOTAL | 27 | 30 | 27 | 16 |
Figura 11. Matriz de decisión
Bosquejo del prototipo
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Figura 12. Bosquejo del prototipo |
