Máquina mecánica para preparar bocadillos en el albergue Arcata
El Mechanical Munchy-Maker es una bicicleta mecánica que convierte la fuerza de las piernas humanas en rotación mecánica y genera energía para alimentar un electrodoméstico de cocina, como una licuadora. Está diseñado para convertir la fuerza de las piernas humanas en rotación mecánica. A medida que el usuario comienza a pedalear la bicicleta estática, la manivela hace girar la rueda delantera mediante una transmisión por cadena. La rueda delantera está en contacto con un eje estriado que convierte el movimiento circular vertical en movimiento horizontal. El eje estriado utiliza la fricción producida por el contacto de la rueda giratoria con el eje estriado para hacer girar la cuchilla de la licuadora. El diseño es capaz de preparar diversas mezclas según se desee.
Contenido
Fondo
El albergue Samoa Hostel está ubicado en Samoa, California. Está previsto que el segundo piso del albergue sea renovado en el verano de 2011. Se diseñará de manera sustentable e histórica. El objetivo de este proyecto es construir una bicicleta mecánica que enseñe a los visitantes del albergue Samoa Hostel a generar energía renovable . El diseño está pensado para ubicarse en la cocina. Dado que los visitantes del albergue Samoa Hostel traerán comida, decidimos brindarles la posibilidad de aprender sobre sustentabilidad mientras se divierten y preparan una sabrosa forma de comida pedaleando.
El Mechanical Munchy-Maker fue diseñado por estudiantes de Cal Poly Humboldt inscriptos en la clase Engr205 . El cliente del proyecto de diseño del Mechanical Munchy-Maker es el albergue Samoa junto con Danco Builders y el Humboldt Bay Center for Sustainable Living .
Criterios
Para determinar la mejor solución entre las alternativas, el equipo de Samoa Solutions ha recurrido a la Matriz de decisiones de Delphi. Se han enumerado los criterios y los miembros del equipo han ponderado cada uno de ellos individualmente, mediante una escala de uno a diez. Uno representa el criterio menos importante y diez el más importante que las alternativas deberían cumplir. A continuación, el equipo acordó un consenso sobre la ponderación de los criterios, que se presenta en la Tabla 1 .
La Tabla 1 presenta el proceso de asignación de puntajes a cada criterio en función de la evaluación individual de la importancia del criterio para el diseño final. Los puntajes fueron asignados por cada miembro individualmente y el valor promedio de los puntajes individuales se representa como el peso promedio.
| La Tabla 1 presenta los puntajes asignados a cada criterio. | ||
| Criterios | Descripción | Peso |
|---|---|---|
| Usabilidad | La facilidad de uso del diseño y de adaptación a las necesidades y requisitos de los usuarios. | 10.0 |
| Seguridad | La ausencia de riesgos, lesiones y accidentes. | 10.0 |
| Costo | La cantidad de dinero necesaria para comprar materiales para construir la bicicleta, limitada a 200$ para este proyecto. | 9.0 |
| Durabilidad | La capacidad de actuar durante más de dos años. | 9.0 |
| Tiempo de mantenimiento | Tiempo necesario para mantener la bicicleta en condiciones adecuadas para su funcionamiento. | 8.0 |
| Multifunción | La capacidad de realizar más de una función | 5.0 |
| Estética | Aspecto superficial del diseño. | 5.0 |
Diseño final
El Mechanical Munchy-Maker está construido a partir de una bicicleta estática Schwinn de 1982. La licuadora está sujeta a una base y conectada a un mecanismo de fricción. El mecanismo de fricción está ubicado en la parte superior del volante de la bicicleta y permite que la licuadora se ubique frente al operador para facilitar el control mientras pedalea.
El boceto electrónico del Mechanical Munchy-Maker
Ilustración de la conexión entre el accionamiento por fricción y el volante de inercia.
A medida que se añade más peso a la batidora, se hace más difícil pedalear, lo que supone un buen ejercicio para el operador, además de una comprensión física de la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar un dispositivo mecánico de este tipo. La posición del mecanismo de fricción en el volante permite una fricción máxima entre las dos ruedas. La extensión giratoria del mecanismo de fricción encaja perfectamente en el receptáculo de la batidora y hace girar las cuchillas de acuerdo con el volante.
Costos
Los costos de implementación son una suma de los materiales necesarios para construir la solución. Como se indica en la Tabla 2, gastamos un total de $108,43 en los materiales para nuestro proyecto. Además, en la Tabla 2 incluimos una columna de costos potenciales que describe los precios que uno esperaría pagar por los artículos que pudimos obtener de forma gratuita. El total de los costos potenciales es $516,43.
| La Tabla 2 incluye todos los materiales y costos de construcción para Mechanical Munchy-Maker | ||
| Material | Nuestro costo ($) | Costo potencial ($) |
|---|---|---|
| Bicicleta de ejercicio | 30.00 | 140,00 |
| Bicicleta de carretera | 20.00 | 75,00 |
| Licuadora | 18.00 | 35,00 |
| 4' Barra de refuerzo | 5,96 | 5,96 |
| Bujes de bicicleta | 0.00 | 26.00 |
| Tablero de 1' x 4' | 10.09 | 10.09 |
| Ayudante de cocina | 0.00 | 200,00 |
| Extensión de trinquete de 3/8" | 10.48 | 10.48 |
| Ojales de goma | 7.58 | 7.58 |
| Tornillos | 4.33 | 4.33 |
| Tornillos | 1,99 | 1,99 |
| Costo total | 108.43 | 516,43 |
Resultados de la prueba
Durante las pruebas, se demostró que el mecanismo de transmisión por fricción debía estar firmemente unido al volante para proporcionar la máxima transferencia de fricción y fuerza. La protección de vidrio flexible que se agregó alrededor del mecanismo de transmisión aumenta la seguridad de los transeúntes.
Discusión y el siguiente paso
El Mechanical Munchy-Maker utiliza un mecanismo de fricción para obtener energía. La fricción genera mucha vibración y ruido. Se pueden realizar ajustes en el volante y en la parte del mecanismo que toca la rueda, de modo que el mecanismo encaje en el volante de manera similar a un engranaje.
