Integración de Triz and qfd para un diseño innovador en CAD de un prototipo de arado reservisble por gravedad de bajo costo

Worldwide there are different designs of plows, however, these have their drive-in hydraulic systems raising the cost of production. The objective of this research was to design and optimize a prototype in CAD systems of a low-cost reversible gravity plow with three plowing discs that can be used by a low-power tractor (50 to 75 Hp). The design emphasizes the conceptual innovation and dimensioning of a novel system of mechanisms that, together, is capable of reversing the plow discs only with the action of gravity and the inertial masses that are produced when lifting the plow. For this innovative design, is incorporated the concepts of "Theory for Solving Inventive Problems" (Tieoriya Riesheniya Izobrietatielskij Zadach) (TRIZ) and "Quality Function Deployment" (QFD). For the dimensioning of the design, the moments of work in which the plow supports the greatest stress are considered: at the beginning of the plowing work and the lifting of the plow by the three-point hitch. Finally, extended reality technologies were used to create a virtual prototype that allows significant savings of time and money through the Solid Works program. The results indicate that the prototype is functional and reduces production and maintenance costs due to the simplicity of its components.A nivel mundial existen diferentes diseños de arados; sin embargo, estos tienen su accionar en sistemas hidráulicos elevando el costo de la producción. El objetivo de esta investigación fue diseñar y optimizar un prototipo, en sistemas CAD, de un arado reversible por gravedad de bajo costo con tres discos de aradura que pueda ser usado por un tractor de baja potencia, (50 a 75 Hp). En el diseño se enfatiza la innovación conceptual y dimensionamiento de un novedoso sistema de mecanismos que, en conjunto, es capaz de revertir los discos de aradura solo con la acción de la gravedad y las inerciales de masa que se producen al levantar el arado. Para este diseño innovador se incorpora los conceptos de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva (Tieoriya Riesheniya Izobrietatielskij Zadach) (TRIZ) y el Despliegue de la Función de Calidad (Quality Function Deployment) (QFD). Para el dimensionamiento del diseño se toma en cuenta los instantes de trabajo en que el arado soporta el mayor estrés: al inicio del trabajo de aradura y el levantamiento del arado por el enganche de tres puntos. Finalmente se usó tecnologías de realidad extendida, para crear un prototipo virtual que permite un ahorro significativo de tiempo y dinero, a través del programa Solid Works. Los resultados indican que el prototipo es funcional y disminuyen los costos de producción y mantenimiento, por la simplicidad de sus componentes

Sugerencias analíticas para la fabricación de sensores inteligentes basados en nanoesructuras amorfas, ante las condiciones de las montañas andinas

It is proposed in this abstract some suggestions for the manufacturing of advanced sensors (smart sensors) that are based in amorphous nanostructures in order to prepare intelligent sensors from which their transducers elaboration need specific requirements, such as in geometry and material of every sample. Moreover, it is quite important the correlation understanding between the necessities of the community or company that will operate with them. It means, the manufacturing of the transducers samples can be prepared by sputtering process, atomic load deposition and also by electrochemical reactions. Hence it is suggested to analyze the chemical components that are possible to find in the Andes mountains, also the strict compromise of the responsible residual collection of every production step and caring the environment conditions. Furthermore, it is proposed that designers could get understanding of the Andes mountains conditions, because many times it is not analyzed the geographic or climatic conditions, where there will be used the devices that require sensors for many applications such as in fishing tasks, agriculture tasks, mining tasks and public transport tasks. In this context, the advantages of the sensors based on nanostructures are supported by the robustness and short response time that give more time for active applications of the sensors as part of mechanic or mechatronic systems. This advantage helps for programming possibilities by a microcontroller in order to execute adaptive algorithms and enhancing the physical measurement tasks.En esta propuesta se plantean algunas sugerencias para la fabricación de sensores inteligentes basados en nanoestructuras amorfas, para lo cual la elaboración de los transductores de los sensores debe tener en cuenta la correlación entre su geometría interna (en escala nanométrica) y el material que lo compone, además de los requerimientos de la empresa que los necesite y el espacio geográfico de la comunidad donde estos sean usados. Tal es así, que la fabricación de estos sensores requiere procesos complejos cual pulverización catódica, deposición atómica, e incluso deposición atómica mediante reacciones electro-químicas. Por lo tanto, se sugiere estudiar qué minerales y componentes químicos se pueden encontrar en los alrededores de las montañas Andinas, para así poderlos usar en la fabricación de los sensores, teniendo un estricto compromiso del cuidado ambiental con los residuos acabado los procesos de fabricación. Además, se plantea tomar en cuenta la comprensión de las características geográficas y climatológicas del lugar de fabricación, cual también el lugar donde se someterá a prueba y uso de los sensores diseñados, que generalmente para las actividades de la población Andina, puede darse en la minería, pesca, agricultura y transporte público. En este contexto, los sensores diseñados en base a nanoestructuras tienen la ventaja de un corto tiempo de respuesta y robustez frente a perturbaciones, lo cual es muy útil para tareas de sistemas mecánicos o mecatrónicos donde el carácter activo de los sensores mejore el performance de las tareas, también esta ventaja es un soporte desde el punto de vista de la programación del microcontrolador que le dé el carácter de inteligencia artificial al sensor elaborado, pues permite ejecutar algoritmos complejos y adaptativos para trabajar en mejor respuesta de la transducción

Optimal Analysis for the Correlation between Vibration and Temperature through an Intelligent Sensor/Transducer Based in Amorphous Nanostructures to Measure Vibrating Surfaces Temperature

The vibration is an oscillatory movement caused by a propagation of waves through fluids or solids, and this consequence is achieved in many mechanic systems by the energy transmission between the movement source with the machine that needs the transmission movement, such as the vibration produced by a combustion engine, by a compressor system and by a result of movement transmission over rotor systems. However, if it is not a controlled mechanism to moderate the produced decibels, the main system that is affected by the vibration can reduce its performance; moreover, it can increase the surface temperature of the vibrating source and systems around. In spite of this, when it uses contact sensors to measure the vibration and temperature over the surface vibrating system, the measured data are under disturbance caused by the vibration source. Therefore, in this research is proposed an intelligent sensor/transducer based in amorphous nanostructures owing to measure the vibration of the surface through infrared (IR) emitter/receiver and the absorbance of the receiver sample has a quite range of work and robustness under disturbance of vibrating signals. This proposed sensor also has the possibility to charge energy by itself because of sun/warmth energy conversion