Este documento describe el desarrollo de un dispositivo móvil híbrido que permite el transporte de personas con discapacidad motriz. El dispositivo combina ruedas y orugas para movilizarse en diferentes terrenos y puede subir y bajar andenes gracias a un mecanismo planetario. Su objetivo es mejorar la autonomía de los usuarios de forma segura y a un bajo costo.

1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
Dispositivo Móvil Híbrido
INTEGRANTES DEL EQUIPO
CRISTIAN ALFONSO IZQUIERDO MORENO
LUIS FERNANDO JIMENEZ VITERI
DANIEL ALEXANDER VARGAS AREVALO
Directores:
Ing. Nelson Arzola
Ing. Edwin Cárdenas
Bogotá D.C., junio de 2009

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
Utilizando los conocimientos adquiridos
en proyectos realizados en semestres
anteriores, se busca implementar un
diseño funcional y optimo. Para el
diseño y elaboración del dispositivo, se
cuenta con un tiempo de 4 meses,
limitado por un presupuesto de
alrededor de $650.000

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

4. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
El dispositivo tiene la capacidad de subir rampas con pendientes
pronunciadas de forma autónoma.
El dispositivo cuenta con un mecanismo que permite subir y bajar
andenes y escalones, con un tamaño promedio.
El dispositivo, cumple la función básica de permitir y facilitar el
desplazamiento de personas con limitaciones motrices.
El costo del dispositivo no debe superar en forma considerable el
precio de las sillas básicas, a fin de que sea asequible a los usuarios
finales.
Agradable a la vista.

5. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA
(BENCHMARKING)

7. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

8. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS

9. A través de un
joystick se maneja el
funcionamiento de
motores eléctricos
que mueven ruedas
que cuentan con
suspensión
mecánica.

10. El dispositivo se
controla por medo de
un Joystick, que
permite seleccionar la
dirección en la cual s
desea desplazar. La
plataforma tiene un
sistema de agarre que
permite sujetar las
sillas. El joystick
consiste en un
dispositivo digital. L
movimiento es
ejecutado a través de
orugas, lo cual brinda
buena movilidad en
diferentes tipos de
terreno.

11. El sistema es controlado
por medio de un panel
de botones, que permite
seleccionar la dirección
en la cual desea
desplazarse. La
transmisión de potencia,
se efectúa a través de
poleas y bandas. El
movimiento se lleva a
cabo por medio de un
sistema de tres ruedas y
engranes; al momento
de encontrar un
obstáculo, la rueda
delantera choca, y el
sistema gira alrededor
de esta.

12. Ruedas grandes
con material para
poder pasar por
diferentes terrenos,
movidas por
motores eléctricos,
el control se realiza
mediante
manipulación de
una perilla de
direccionamiento.

13. Combinación de
ruedas y orugas,
contando con un
motor por cada
hemisferio para
mover tanto
ruedas como
orugas, y poder
realizar ciertos
movimientos de
giro y
desplazamiento
controlados por
un joystick.

14. Complemento a la
silla de ruedas
convencional
(movida por
fuerza humana)
que permita
levantarla hacia
atrás para poder
pasar por
obstáculos que se
encuentren en las
calles.

15. Evaluación Conceptos
Requerimientos del cliente
Concepto 1
Concepto 2
Concepto 3
Concepto 4
Concepto 5
Concepto 6
Conceptos
Permite transitar en diferentes tipos de superficie TV SI SI TV SI NO
Es de fácil operación SI SI SI TV SI SI
Su costo es relativamente bajo SI NO TV NO NO SI
Permite superar obstáculos presentes en las calles TV TV SI TV SI TV
Tiene un diseño atractivo NO SI SI NO TV NO
Es de fácil limpieza y mantenimiento NO NO TV SI NO SI
Su peso es relativamente bajo TV NO TV TV NO TV
Disminuye las vibraciones SI TV TV NO TV NO
Es de fácil acoplamiento a una silla de ruedas convencional TV NO TV TV TV SI
No se deteriora con la lluvia TV SI SI SI TV TV
Brinda seguridad al usuario TV TV SI TV SI NO

16. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN
Después de generar los
conceptos presentados
anteriormente, se procedió a
combinar las alternativas, con el
fin de desarrollar un producto que
integre las ventajas de estas.
El dispositivo consta de un
mecanismo de oruga (tracción), ,
que impulsa un sistema
planetario; Ambos sistemas,
proporcionan un movimiento
suave al subir y bajar andenes.

17. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
SELECCIÓN DE MATERIALES:
Esta hecho de diversos materiales entre los cuales
podemos identificar metales en soportes, ejes de
transmisión; plásticos en las ruedas; sintéticos y espumas en
el tapizado de la silla; cauchos en las bandas de las orugas;
estos materiales fueron escogidos tratando de minimizar el
peso total del dispositivo, en vista de que tenga un
funcionamiento óptimo. Este fue construido a una escala de
1:2.

18. Selección de Componentes
Estandarizados
Elementos de Sujeción:
Tornillos ¼ X ¾ in (Sujeción Placa-Silla-Apoyos)
Tornillos ¼ X 1¼ in (Sujeción Soportes-Ruedas-Soportes)
Tuercas correspondientes.
Rodamientos:
Para el producto, se seleccionaron rodamientos de referencia 61800,
con un diámetro interno de 10 mm, y externo de 19mm.
Las piezas restantes, fueron fabricadas especialmente para el diseño
del producto. (No estandarizadas).

19. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
El dispositivo tiene un control manual con el cual el
usuario puede accionar los motores encargados de
proporcionar la potencia necesaria para
que se desplace, este sistema de transmisión se
encuentra en las orugas. Al momento de chocar contra
un anden el sistema delantero girará
empujado por la fuerza proveniente de las orugas,
levantando la silla. Por ultimo el sistema de
transmisión entrara en contacto con el anden y
gracias a la banda se podrá concluir el proceso de
ascenso de la silla. De manera similar se podrá bajar
andenes, atenuando la caída del
dispositivo con los sistemas implementados.
El giro de la silla de ruedas será realizado con un
sistema diferencial, que se logra manipulando la
rotación de los motores.

20. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
La silla de ruedas le proporcionará al usuario un mayor grado
de autonomía, con su construcción se pretende contribuir a
la inclusión social de las personas en situación de
vulnerabilidad para que participen plenamente en todas las
actividades: educativas, de empleo, recreativas,
comunitarias y domesticas que caracterizan a la sociedad
actual. Al mismo tiempo se busca reducir su costo,
comparado con dispositivos similares en el mercado.

21. ANÁLISIS ECONÓMICO
Costos de marketing $ 50.000
Costos de materiales $500.000
Costos de diseño $100.000
Costos de fabricación $ 50.000
Costo Total : $700.000

22. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Resulta importante profundizar en la
investigación y en el trabajo enfocado a personas
con algún tipo de incapacidad.
 Con este proyecto se quiso realizar un aporte
a la inclusión social de las personas
discapacitadas.
Para el futuro se pretende continuar con la idea
presentada, realizandole mejoras a la maquina
actual.

23. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•ULRICH KARL y EPPINGER STEVEN. “Diseño y Desarrollo de Productos, Enfoque
Multidisciplinario”, McGraw Hill Interamericana, 2004.
•ULLMAN DAVID. “The Mechanical Design Process”, McGraw Hill International Editions,
1992.
•Catalogo de Rodamientos disponible en:
http://www.skf.com/portal/skf/home/products?contentId=000392&lang=en
•SolidEdge V20
•AutoCAD 2008
•SolidWorks 2008
•WorkingModel
•Proteus
•Statgraphics

24. MUCHAS GRACIAS
Cristian Alfonso Izquierdo Moreno
caizquierdom@unal.edu.co
Luis Fernando Jiménez Viteri
lfjimenezv@unal.edu.co
Daniel Alexander Vargas Arévalo
davargasar@unal.edu.co