Este documento describe los sistemas articulados de 4 barras. Explica que estos sistemas están compuestos por 4 eslabones unidos por pares, lo que permite movimientos giratorios u oscilatorios. También describe los diferentes tipos de sistemas de 4 barras, sus aplicaciones y cómo se pueden invertir manteniendo los mismos movimientos relativos.

1. Sistemas Articulados de 4
Barras
República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Defensa.
UNEFA Núcleo Falcón – Extensión Punto Fijo.
5to Semestre de Ingeniería Naval
Defensa Integral Nación V
José Toro – C.I 27.961.239

2. ¿Qué es?
Mecanismo articulado: Todo mecanismo conformado por eslabones, los cuales pueden ser manivelas,
bielas, palancas, entre otros; estos unidos por medio de pares, con el objetivo de lograr un movimiento
giratorio, oscilante o deslizante de la rotación de una manivela, o viceversa.
Mecanismo de 4 barras articuladas: Es el caso del mecanismo articulado el cual presenta cuatro
eslabones, además, se le conoce por ser uno de los mecanismos mas útiles y simples.

3. Mecanismo de 4 barras articuladas:
Eslabón 1: Es el que hace labores de marco base,
generalmente es el estacionario.
Eslabón 2: Es el motriz, gira completamente, o en su
defecto, puede oscilar.
Eslabón 3: Se le denomina eslabón flotante, siendo una
biela.
Eslabón 4: Se le denomina eslabón conducido, este
puede oscilar siempre, dicho esto, si la pieza
conductora es rígida y se mueve sobre un eje fijo con
movimiento oscilante, será balancín, y si lo hace con
movimiento giratorio, será manivela.

4. Mecanismo de 4 barras articuladas: Punto muerto
Como antes mencionamos, el eslabón 2 si bien puede
girar completamente, también hay casos en los que esta
limitado a oscilar, ante este escenario se debe tener en
cuenta las dimensiones dadas a los eslabones para evitar
que hayan puntos muertos y que el mecanismo no se
detenga en sus posiciones extremas, dejándonos llevar
por la imagen, podemos decir que los puntos muertos
ocurren cuando la línea de acción de la fuerza motriz se
dirige a lo largo del eslabón 4.
Una solución aplicada cuando se da un punto muerto,
es tener un volante para ayudar a pasar por los mismos,
como por ejemplo, en el caso de que el eslabón 2 pueda
girar y el eslabón 4 sea el motriz.

5. Mecanismo de 4 barras articuladas: Clasificación
1. Manivela - Biela - Corredera:
Es un mecanismo simple, de 4 eslabones con
movimiento coplanario relativo entre sus
componentes, siendo tres pares de sus elementos
rígidos y con pernos articulados, y el cuarto una
corredera y guía que permite el movimiento
rectilíneo relativo de un par de eslabones adjuntos.

6. Mecanismo de 4 barras articuladas: Clasificación
2. Manivela - Biela - Manivela
AB ---- Barra menor
CD ---- Barra mayor
AB ---- Barra fija o soporte
3. Manivela - Biela - Balancín:
BC ---- Barra menor
CD ---- Barra mayor
AB ---- Barra fija o soporte

7. Inversión de un Mecanismo de 4 barras articuladas:
La inversión cinemática en si, es el proceso de elegir
como referencia diferentes eslabones como
referencias para una cadena cinemática dada, dicho
esto, en un mecanismo siempre esta presente un
eslabón fijo el cual es el usado como referencia y los
demás eslabones forman parte de la cadena
cinemática, pero cuando se eligen diferentes eslabones
como referencias sus movimientos relativos no se
alteran, pero sus movimientos absolutos pueden
cambiar notoriamente.
Mecanismo básico de corredera manivela de un
motor de combustión interna y sus inversiones.

8. Inversión de un Mecanismo de 4 barras articuladas: Ejemplo
Mecanismo básico de corredera manivela de un motor de
combustión interna y sus inversiones:
a) Se muestra el mecanismo básico, el eslabón 4, el pistón, es
impulsado por los gases en expansión y constituye la entrada; el
eslabón 2, la manivela, es la salida impulsada; y el marco de
referencia es el bloque del cilindro, el eslabón 1.
b) Se muestra la misma cadena cinemática, pero con la presencia
de una inversión con lo cual el eslabón 2 es estacionario; el
eslabón 1, que antes era el de referencia, gira ahora en torno a la
revoluta en A.
c) Se evidencia una nueva inversión, el eslabón 3 que antes era la
biela, en esta ocasión actúa de eslabón de referencia.
c) En esta inversión el eslabón 4, el pistón, siendo estacionario.

9. Mecanismo de 4 barras articuladas: Aplicaciones reales
Mecanismo de Watt de
cuatro barras en el
guiado del eje trasero de
un súper deportivo, este
es un caso de generador
de trayectoria.
Mecanismo de cuatro barras
sencillo como el tablero de
baloncesto regulable, este es
un caso de generador de
movimiento.
Mecanismo de cuatro barras
para controlar el movimiento
de la pala de una cargadora
frontal, este seria un caso de
generador de función.

10. Mecanismo de Retorno Rápido:
Este tipo de mecanismo toma en cuenta los requerimientos de energía y de tiempo, dicho esto, existen
muchos mecanismos que realizan operaciones repetitivas, la cual sucede luego de haber realizado la función
para la cual se esta empleando, creando un ciclo en el cual se repite lo que se denomina la carrera de avance
o de trabajo, y la mencionada carrera de retorno, en esta ultima no se efectúa ningún tipo de trabajo, siendo
una necesidad que este vuelva a su posición lo mas rápido posible, tomando en cuenta los requerimientos
de energía y de tiempo.
Ejemplo: Mecanismo corredera – manivela descentrado
Este tipo de mecanismo no necesita ningún tipo de trabajo a la
hora de retornar a la posición C1, ya que probablemente se
haya retirado la carga, es por ello que es necesario que el pistón
realice la carrera de retorno con mayor rapidez para evitar el
desperdicio de tiempo y así invertirlo en la carrera de trabajo.

11. Mecanismo para obtener movimientos rectilíneos:
a) Eslabonamiento de watt
b) Mecanismo de Roberts
c) Eslabonamiento de Chevichev
d) Inversor de Peaucillier
El origen de este tipo de mecanismo surge debido
a la necesidad que hubo en su momento de
obtener un movimiento en línea recta como parte
de la curva del acoplador de un eslabonamiento
que solo contara con conexiones de revoluta.
Ejemplos:

12. b) Eslabonamiento de Peaucillier
Mecanismo para obtener movimientos rectilíneos:
Aunque no describe una recta
exacta, se logra una aproximación
aceptable sobre una distancia de
recorrido considerable.
Posee unas condiciones que describen su geometría, tales como
BC = BP = EC = EP, además de AB = AE, de tal modo que,
por simetría, los puntos A.C y P siempre están sobre una recta
que pasa por A. También podemos destacar que (AC)(AP) = k,
una constante, y se dice que las curvas generadas por C y P son
inversas una de la otra.
a) Eslabonamiento de watt: