Proyecto de Prueba

BIENVENIDO
IDENTIFICACIÓN DE NECESIDAD

Se requiere que los usuarios del transporte de autobuses de la Universidad Simón Bolívar (estudiantado, profesores, personal técnico, etc.), puedan trasladar bicicletas desde las respectivas paradas ubicadas en la capital del país hasta la casa de estudio.

El problema se resolverá mediante el diseño de un rack de bicicletas para los autobuses de la Universidad.


ESPECIFICACIONES BÁSICAS


  Funcionales
  • Tipo de bicicleta: Se requiere que el rack sea ajustable para trasladar cualquier tipo y tamaño de bicicletas, es decir, grandes o pequeñas.
  • Peso de bicicletas máximo : 15 kg.
  • Talla máxima del cuadro de bicicleta: 60.
  • Diámetro máxima de rueda de bicicleta: 700 mm. 
  • Tipo de autobús: Autobuses Mercedes Benz.
  • Peso máximo del rack: 60 kg.
  • Peso máximo de bicicletas: 120 Kg.
  • Cantidad máxima de bicicletas: 8.

Condiciones de ambiente y entorno
  • Fabricación: Se desea que la estructura pueda ser fabricada en  un taller abastecido con una tronzadora y dobladora de tubos, equipo de soldar, torno, compresor para pintar, entre otros.
  • Almacenaje: Rack desarmable y compacto para reducir espacio de almacenamiento.
  • En operación nominal:
  • Época del año en que será utilizado: Todo el año. 
  • Recorrido: Gran Caracas. 
  • Condiciones climáticas: Clima tropical (lluvias, humedad, calor, temperatura (15º a 35º)). 
  • Condiciones viales: Huecos, pendientes (carretera de Baruta, autopista de Tazón), grandes aceleraciones en bajada (autopista de Tazón). 
  • Velocidad máxima de los autobuses:  80 km/h. 
Usuario
  • Altura: Media (1,6m).
  •  Sexo: Femenino y masculino.
  •  Edad: (12 – 50).
  • Tiempo de montaje y retiro de cada bicicleta: Max 2 min.
  • Fuerza promedio de un brazo: 10 kg.
  • Comodidad en el uso.
Interfaces
  • Interacciones con el autobús: Se aceptan modificaciones externas, más no internas. Se necesita que no se obstaculice el campo visual del chofer y las señales de identificación de tránsito (luces, stop, etc.).
  • Interacciones con las bicicletas: La bicicleta no puede dañarse a causa de su transporte. El usuario no debe requerir el uso de herramientas para sujetar las bicicletas al rack. No se desea que la bicicleta sea desarmada para su montaje en el rack.
  • Interacciones sociales: No debe ocasionar molestia para los traseuntes y demás usuarios de las vías de tránsito.  Evitar que sea susceptible a robo.
Vida de Servicio
  • Vida del producto: 10 años.
  • Horas de operación: Permanente.
  • Intensidad de uso: 14 horas por día (traslado de estudiantes).
Mantenimiento
  • Nivel de mantenimiento: Mínimo mantenimiento (una vez por trimestre).
  • Necesidad de traslado: Que pueda ser trasladado por dos personas caminando.
  • Equipo de mantenimiento y ubicación: Debe poder realizarse mantenimiento con los medios disponibles en la Universidad. Tener cerca del rack herramientas básicas para su instalación y ajuste en el autobús.

Costo del Producto
  • Expectativa del cliente: BsF. 5000.
Transporte

  • Tipo de transporte: Manual, que no exista necesidad de utilizar un vehículo para trasladarlo en distancias cortas.

Tiraje
  • Número de unidades a producir: Según la cantidad de buses disponibles en la Universidad, aproximadamente 10 unidades.
Medios de fabricación y procesos
  • Debe poder construirse con los medios ofrecidos por la Universidad: Laboratorio de Desarrollo y Modelos de Prototipos, Laboratorio E, Laboratorio de Dinámica de Máquinas.
Normativas y aspectos legales
  • Normas de seguridad vial.

Documentación
  • Manual de instalación y desmontaje.
  • Manual de mantenimiento.
  • Manual de capacidad (carga, tipo de bicicletas, tipo de autobuses, etc.).
Venta, uso y retirada
  • Porcentaje de piezas reciclables: 80% de las piezas.
  •  Impacto sobre el medio ambiente: Mínimo.

ANÁLISIS FUNCIONAL


Caja Negra




Árbol de Funciones




Flujograma





PATENTES


Patente 1

Nombre de la patente: Bumper and bike rack assembly.
Fecha de patente: Aug 31, 2010.
Patente No.: US  7,784,656 B2.
Inventores: Daniel D. Morrill, Owosso, MI (US)
                  Ed Kravitz, Powell, OH (US)
Apoderado: Byk-Rak, LLC, Owoso, MI (US).

Consiste en un ensamblaje de la estructura del rack de bicicletas con el parachoques delantero del autobús. La estructura se conforma con un panel transversal  con espacios para la colocar bicicletas que se acopla paralelamente al parachoques que tiene la función de desplegarse por medio de la articulación de un pivote para su uso y guardado. El mecanismo de sujeción esta constituido por estructuras metálicas ubicadas en los rines de las bicicletas que restringen los grados de libertad de movimiento durante el traslado.


Patente 2

Nombre de la patente: Bicycle carriers for buses and the like.
Fecha de patente: Oct. 16, 1979.
Patente No.: US  4,171,077.
Inventores: J. Berchman Richard, Jr., 5634 Fallbrook Ave., Woodland Hills, Calif. 91364.

Consiste en portadores de bicicletas para los autobuses y medios de transporte semejantes, el cual incluye un dispositivo de seguridad para asegurar cada bicicleta por separado. Con esta aplicación se le permite a los pasajeros que son usuarios de bicicletas cargar y descargar  fácilmente sin requerir atención del conductor. Esta estructura posee un mecanismo de rápido desacople de seguridad para las bicicletas y también un mecanismos de ruedas retráctiles que permiten el movimiento del rack para la carga y descarga de la bicicleta . También posee dos luces de advertencia para la legislación del tránsito.


Patente 3

Nombre de la patente: Bicycle carrier. 
Fecha de patente: Dec. 6, 1898.
Patente No.: US  615,254.
Inventores: Thomas Coleman Du Pont, Pensilvania.

Se provee el traslado de la bicicleta con una doble sujeción lo que garantiza un acople rígido y seguro con poco espacio. Los dos mecanismos de sujeción se colocan como piezas separadas y constan de un apoyo para la rueda delantera de la bicicleta que impide que la misma caiga por acción de la gravedad y una mordaza en el ring trasero que restringe las vibraciones laterales que se obtienen en el sistema al momento del traslado.




Patente 4

Nombre de la Patente: Motorcycle carrier attachment for wheeled vehicle.
Numero de la Patente: US 3.921.824.
Fecha de la Patente: 25 Nov 1975.
Inventores: Floyd R. Campbell, 3736 Salina, Witchita Kans, 67204.
  • Se basa en una plataforma alargada capaz de llevar en sí la moto.
  • Su soporte se encuentra fija en la estructura del vehículo (Chasis).
  • Este soporte es capaz de pivotar y realizar un movimiento tal que la rampa quede en posición de montaje.
  • Posee un sistema de brazos y resortes, unidas a la estructura del chasis y el final de la rampa, que permiten un fácil despliegue y levantamiento de la misma al momento del montaje de la moto.


Patente 5

Nombre de la Patente: Bus bicycle Rack having a spring operated wheel lock.
Numero de la Patente: US 6.968.986 B1.
Fecha de la Patente: 29 Nov 2009.
Inventores: Jeffrey M. Loyd, Auburns Hill, MI (US),  Wesley J. Blanchard, Troy, MI (US), H. Dieter Featherman, Macomb Township,MI (US), Michael Baker,Sterling Heights, MI (US).
Asignacion: Altair Engineering Inc. Troy MI (US).

  • Rack de bicicleta especialmente para autobuses, que puede ser sujetado al frente del  autobus por medio de un soporte apernado.
  • Puede ser plegado, al momento de no cargar bicicletas, por medio de un par de pivotes.
  • Posee un par de cestas alargadas donde se colocan las bicicletas.
  • Cada cesta posee un espacio para la rueda trasera y un espacio para la rueda delantera.
  • En el espacio de la rueda delantera, existe un mecanismo accionado por resortes que permite el bloque y la sujeción de la bicicleta.
  • El mecanismo de bloqueo se activa ya sea por el peso de la bicicleta o por la acción de un movimiento rotatorio de una manivela.




PRODUCTOS


Producto 1

Porta-bicicletas para bola de enganche GREEN VALLEY
  • Resistentes y diseñados para transportar hasta cuatro bicicletas según los modelos.
  • Provisto de una fijación rápida que permite instalar el porta-bicicletas en el enganche en pocos segundos.
  • Un sistema de inclinación para liberar el acceso al maletero y un sistema antirrobo.
  • Los porta-bicicletas Green Valley se montan en la bola del enganche del remolque.
  • Su enganche es sin el uso de herramientas.
  • Estructura de acero y Railes de aluminio.
  • Brazo de sujeción de los cuadros durante el traslado.
  • Soporte para las ruedas de la bicicleta.

Producto 2

Porta Bike Saris Bones 3 - Diseño y Seguridad

  • Moderna estructura para transportar bicicletas.
  • Transporta hasta 3 bicicletas.
  • Los brazos y piernas moldeados por inyección son los más resistentes.
  • Diseño basado en arco, se adapta a la mayoría de los baúles, spoilers y portones traseros.
  • Las 3 bicicletas son separadas en diferentes niveles.
  • Las correas con mecanismo de trinquete anti-oscilación, fijan y estabilizan las bicicletas no solo de arriba horizontal sino que también de la parte baja vertical.
  • Construido con materiales 100% reciclables y no oxidables (Inyección y aluminio).




Producto 3 

Almacenador-elevador De Bicicletas Para Techos Racor Pbh-1r
  • El elevador de bicicletas Racor la guarda en la parte superior del garaje para aprovechar ese espacio libre.
  • El elevador de bicicletas utiliza una cuerda y un sistema de polea que está montado en el techo.
  • Sube la bicicleta hasta 12 pies.
  • Los ganchos sostienen  el asiento y el manillar.
  • Un mecanismo de bloqueo único sostiene la cuerda de forma segura para evitar la liberación accidental.
  • Se instala en las vigas del techo. 


Producto 4

Porta bicicletas TowBox Ciclos
  • Permite cargar hasta tres bicicletas con comodidad sobre la bola de enganche. 
  • El vehículo puede entrar a los garajes sin problemas de altura.
  • Dispone de un sistema abatible y deslizable para acceder al maletero sin necesidad de desmontar las bicicletas. 





Producto 5

Porta bicicletas de portón trasero NORBIKE 3P
  • Permite cargar 3 bicicletas.
  • Sujeción trasera en el vehículo utilizando tres barras y cinchas.
  • Se adapta a cualquier modelo de automóvil.
  • Fabricado en aluminio y resistente a golpes.



Producto 6

Porta bicicletas Diamant
  • Plegable y fácil de guardar.
  • Sujeción mediante rieles y cinchas.
  • Basculante, permite acceder al maletero incluso con las bicicletas cargadas.
  • Cabezal con seguro antirrobo integrado.
  • Cerradura antirrobo individual para cada bicicleta.
  • Incluye bolsa de tela para guardar el porta bicicletas.

NORMA


Normas y análisis de seguridad para el transporte de bicicletas en España.
http://www.elmejorsegurodecoche.es/miscelanea/caser-y-race-llevan-a-cabo-un-estudio-sobre-el-transporte-de-la-bicicleta-en-el-coche.htm

Resumen del estudio

La seguridad 
Transportar la bicicleta en el vehículo con seguridad durante el desplazamiento, tanto para los ocupantes como para el resto de los usuarios de la vía es muy importante. Por eso el Real Automóvil Club de España RACE y la compañía de seguros Caser han llevado a cabo un estudio con el fin de conocer los hábitos, comportamientos y conocimientos de los usuarios a la hora de llevar su bici en el vehículo. 
¿Cómo se lleva? 
En el mercado existen diversos sistemas para el transporte de bicicletas.
  • Portabicicletas de techo.

  • Portabicicletas trasero de bola.

  • Portabicicletas de portón trasero.

  • Portabicicletas de remolque. 
  • Transporte dentro del vehículo.
(...) 
Normativa para el exterior 
La ley establece que la carga transportada en un vehículo, así como los accesorios que se utilicen para su acondicionamiento o protección, deben estar dispuestos y sujetos de tal forma que no puedan:
  • Arrastrar, caer total o parcialmente o desplazarse de manera peligrosa. 

  • Comprometer la estabilidad del vehículo.

  • Producir ruido, polvo u otras molestias que puedan ser evitadas. 

  • Ocultar los dispositivos de alumbrado o de señalización luminosa, las placas o distintivos obligatorios y las advertencias manuales de sus conductores.
Portabicis 
En el caso de los portabicicletas traseros, se deben instalar dispositivos de alumbrado, así como una placa de matrícula por encima si la carga la oculta.El portabicicletas trasero podrá sobresalir hasta un 15% de la longitud total del vehículo, es decir, para un vehículo de 4 m podrá sobresalir hasta 60 cm. La bici no podrá sobresalir lateralmente.La carga que sobresalga de los vehículos por detrás deberá ser señalizada por medio de la señal V-20, que es esa con rayas oblicuas en rojo sobre fondo blanco. Se señalizará con dos señales si las bicicletas ocupan el ancho completo del vehículo, cada señal en un extremo de la carga. En este último caso la disposición de las señales debe configurar una V invertida.En el caso de que se utilicen portabicicletas traseros que se apoyen sobre un dispositivo de remolque, deberán respetar la masa máxima que éste puede soportar, según haya establecido el fabricante.Cuando el portabicicletas no permita al conductor ver por el retrovisor interior la circulación por detrás del vehículo, y éste sea un turismo, deberá llevar un segundo retrovisor exterior en el lado derecho.Los remolques portabicicletas tienen su propia normativa en cuanto a matriculación, homologación, circulación e inspección técnica.Es una infracción grave el hecho de conducir vehículos con la carga mal acondicionada o con peligro de caída. 
(...) 
Recomendaciones 
Para transportar la bicicleta de forma segura en un portabicicletas...
  • La instalación debe ser segura y correcta, de tal forma que tanto el sistema como la carga no puedan arrastrar, caer, o desplazarse de manera peligrosa.

  • El sistema no puede ocultar dispositivos de alumbrado o señalización, en ese caso, debe instalar todos los dispositivos de alumbrado y placa de matrícula en la parte exterior del portabicicletas.

  • El portabicicletas no puede sobresalir más del 15% de la proyección en planta del vehículo.

  • No podrán sobresalir las bicicletas por los laterales del vehículo.

GENERACIÓN DE SOLUCIONES I: BRAINSTORMING

A continuación las ideas surgidas como consecuencia del Brainstorming para cada familia:

Montaje de bicicleta en rack
  • Parachoques.
  • Acordeón.
  • Gato hidráulico.
  • Sistema vibratorio.
  • Propulsión a Chorro.
  • Rampa que se pliegue.
  • Deslizamiento.
  • Lanzamiento.
  • Resortes.
  • Sistema de polea.
  • Ganchos.
  • Rampa tipo canal para rueda.
  • Brazo tipo abanico.
  • "Santa María".
  • Señoritas.
  • Sistema tipo navajas.
Sujeción de rack en autobús
  • Gancho.
  • Remolque de bola.
  • Tornillo.
  • Cadena.
  • Superpega.
  • Soldadura y pernos.
  • Sujeción interna.
  • Cierre mágico.
  • Presión.
  • Imanes.
  • Brazo que lo agarre.
  • Ganchos como tapa de celular.
  • Lego.
  • Ajuste prensado.
  • Ángulos.
  • Agarraderas.
  • Cuerda que se guinde de algún tubo del autobús.
  • Remaches.
Sujeción de bicicletas en rack
  • Magnético.
  • Sistema de polea.
  • Gancho con goma.
  • Ganchos de presión.
  • Ganchos con resorte.
  • Agarre en el cuadro.
  • Caja de esqueleto.
  • Cuerdas / Cadenas.
  • Bisagras y candados.
  • Frenos.
  • Mordazas.
  • Ganchos con prisioneros.
  • Sujeción de seguridad en ruedas de Ping-Pong.
Desmontaje de bicicleta
  • Gravedad.
  • Desamarre de cuerdas.
  • Hebilla de correa.
  • Estructura helicoidal.
  • Rampa.
  • Manivela y cadenas.
  • Vacio.
  • Cadenas de bicicletas.
  • "Santa María".
  • Imanes.
  • Motor eléctrico.
  • Gato hidráulico.
  • Poleas.
  • Pedal.
  • Ruedas.
  • Desacople de ganchos.
  • Deslizamiento.
  • Brazo.
  • Desenrollo.
  • Golpeteo vibratorio.
Seguridad de bicicleta durante traslado
  • Candados.
  • Manta protectora de plástico.
  • Lona.
  • Rejilla.
  • Bolsa.
  • Amortiguadores.
  • Corriente.
  • Tapa sol.
  • Tubería de agua.
  • Extractor.
  • Alambre de púas.
  • Cerca eléctrica.
  • Alarma.
  • Sirena.
  • Cámara.
  • Altura de rack.
  • Parachoques.
  • Herramientas de mantenimiento.
  • Retenes de seguridad.
  • Pines de seguridad.
Procesar Señales
  • Alarma.
  • Luces.
  • Bandera.
  • "Click".
  • Comando de voz.
  • Instrucción visual para montaje.
  • Pantalla.
  • Aviso de mal acople.
  • Aviso de parada para el autobús.
  • Semáforo.
  • Corta corriente.
  • Palanca de seguridad.
  • Emergencia.
Garantizar usabilidad
  • Forma esférica.
  • Reducción de ruidos.
  • Sistema "quita y pon".
  • Forma aerodinámica.
  • Un solo agarre.
  • Organización de usuarios.
  • Estructura tipo puente.
  • Estructura esquelética.
  • Pintura resistente a condiciones climáticas.
  • Lubricación en alta presión.
  • Pocos ángulos y uniones.
  • Espiral.

GENERACIÓN DE SOLUCIONES II: BRAINWRITING


Dibujos





Ideas

  • Rampa de ancho mínimo para subir la bicicleta y que sea plegable horizontalmente por debajo del autobús.
  • Sistema de poleas que permitan subir las bicicletas aplicando menos fuerza.
  • Sujeción de bicicletas en posición vertical de la misma.
  • Articulaciones que permitan el agarre y control del espaciamiento entre las bicicletas.
  • Rack ubicado en parte trasera del autobús.
  • Articulación con rampa.
  • Rieles que suben y bajan el rack.
  • Malla Protectora de bicicleta que se enrolle con ayuda de manivela.
  • Rack giratorio que optimice el espacio.
  • Eje de sujeción con fricción y forma curva para mayor comodidad.
  • Rampa lateral que permita subir bicicletas con menor esfuerzo.
  • Protección aerodinámica.
  • Sensores de proximidad que indiquen al chófer cuan cerca esta el rack de un objeto.
  • Serie de ganchos ubicados en un eje común para sujeción de cada bicicleta.
  • Rieles para montaje y sujeción de bicicletas.
  • Colocar bicicletas en parte frontal del autobús.
  • Luces de señalización.

GENERACIÓN DE SOLUCIONES III: ANALOGÍAS



ANALOGÍAS TÉCNICAS


PARA SUJECIÓN DE BICICLETAS

Freno de silla de ruedas
  • Agarrar ruedas de bicicletas.
  • Ajustable a cualquier tamaño de rueda de bicicleta.
  • Conocer cuando está seguro el agarre.



Ruedas de mesa de Ping-Pong
  • Permite asegurar el agarre entre los elementos.
  • Envía una señal de sonido para evidenciar el acople o desacople de los elementos.


Lavaplatos plegable
  • Uso de articulaciones que permiten plegabilidad.
  • Estructura esquelética esbelta.




PARA MONTAJE Y DESMONTAJE DE BICICLETAS

Furgoneta adaptada par minusválido en silla de ruedas
Dispone de una adaptación con una rampa para que pueda viajar un discapacitado físico sentado en su propia silla de ruedas.




Elevador de paneles solares 
Es una plataforma automatizada con control remoto que se traslada sobre un riel.



Cargador automático de láminas de vidrio




PARA PROTECCIÓN DE BICICLETAS DURANTE TRASLADO

Lona Protectora
Consiste en una lona sujeta a una estructura que se articula en varios extremos con el fin de plegarse. 




ANALOGÍA CON LA NATURALEZA

PARA SUJETAR RACK AL AUTOBÚS O BICICLETAS AL RACK

"Tentáculos que permiten fijar bien: Pulpo"
  • Desarrollar superficie de numeroso micro-ventosa para la sujeción.


"Cinta Adhesiva Bioinspirada"
  • Desarrollar cinta adhesiva que imita pies de los insectos.
  • Alta capacidad de agarre para superficies lisas y rugosas.




ANALOGÍA FORZADA: IMAGEN



Ideas:




GENERACIÓN DE SOLUCIONES IV: EMPATÍA




Si yo fuese la bicicleta
En lugar de montar a la bicicleta en el rack, yo me montaré en el rack.

  • Contacto entre bicicleta y rack suave para evitar maltratos y rayones en la bicicleta.
  • Resortes en la sujeción para evitar saltos de la bicicleta.
  • Capa protectora para evitar agua de lluvia, agua empozada, cloacas, piedras, etc.
  • Base para sostener el peso de la bicicleta con mayor comodidad.
  • Sujeción en tubo principal y ambas ruedas de la bicicleta. Que los agarres fijen a la bicicleta en una sola dirección disminuyendo al máximo el movimiento relativo entre la bicicleta y el rack.
  • Bicicleta que se sujete del rack y no que rack sujete a la bicicleta.
  • Roce o superficie de goma en la base del rack para fijar ruedas de bicicleta y evitar movimientos relativos.

Si yo fuese el usuario del rack de bicicleta
  • Conocer que la bicicleta está sujeta de forma segura al rack.
  • Enviar señal al chófer que le indique que el rack está siendo utilizado.
  • Montaje y desmontaje de rack de forma rápida y cómoda (usar poca fuerza).
  • Señal al chófer para que no deje al usuario una vez montada la bicicleta.
  • Montaje sencillo, rápido y con instrucciones.
  • Herramientas de fácil acceso para ajuste y mantenimiento del rack.


GENERACIÓN DE SOLUCIONES IV: TRIZ


IDENTIFICACIÓN DE LOS RECURSOS DEL SISTEMA


CONFLICTOS



IDEAS GENERADAS POR CADA SOLUCIÓN

Conflicto 1

17: Moviendo a una nueva dimensión.
  • Utilizar varios agarres para sujetar a la bicicleta.  
  • Inclinar brazos del rack de tal forma que la bicicleta quede interna a ellos.
9: Acción contraria previa
  • En lugar de sujetar, sostener de tal manera que exista juego entre rack y bicicleta.
15: Dinaminicidad
  • Agarre que pueda desplazarse.
  • Utilizar polimero elástico entre agarre y bicicleta.

Conflicto 2

10: Acción Previa
  • Movimiento relativo entre rack y autobús, y bicicleta y rack.
  • Permitir movimiento relativo entre bicicleta y autobús para disminuir vibraciones con amortiguadores entre ambos componentes.
35: Transformación de estado físico y químico de un objeto
  • Usar amortiguadores y articulaciones para dar flexibilidad al sistema.
21: Pasar rápido
  • Que el autobús pase rápido por los huecos.
  • Que el autobús pase muy lento los huecos.
16: Acción parcial o de sobre cobertura
  • Se pueden aplicar amortiguadores.

Conflicto 3

35: Transformación de estado físico y químico de un objeto
  • Colocar polímeros entre el rack y autobús.
  • Utilizar sistema hidráulico de sujeción que permita amortiguación en los apoyos.
23: Retroalimentación
  • Implementar un sistema de control de lazo cerrado para discispar vibraciones por medio de amortiguadores.
30: Membranas flexibles o películas delgadas
  • Colocar platinas de bajo calibre como soporte entre rack y autobús para aislar movimientos.

MAPA MENTAL


Resultado de Generación de Ideas

Todas las ideas generadas por las diferentes técnicas de "Generación de Ideas" fueron distribuidas por familia de funciones en el siguiente Mapa Mental:




Filtrado de Ideas

Posteriormente se realizó el primer filtro de ideas. A continuación la justificación y utilización de la técnica del PNI para analizar aquellas ideas difíciles de descartar. 

1. Sujeción de rack en autobús.


2. Seguridad de bicicleta durante traslado.


3. Montaje de bicicletas en rack.


4. Procesar Señales.




Al finalizar el filtrado, se obtuvo el siguiente Mapa de Mental:





TOMA DE DECISIÓN I: CUADRO MORFOLÓGICO


Combinación de Soluciones 

A partir del mapa mental filtrado se realizaron las diferentes combinaciones entre las ideas de cada subfamilia


Luego se obtuvieron nueve soluciones que representan las combinaciones más lógicas de ideas y se construyó el Cuadro Morfológico.



Concepto de Diseño de cada Solución

Solución 1

El rack de bicicletas, ubicado en la parte trasera del vehículo, consistirá en varios rieles inclinados y cada uno contará con una rampa deslizante para el montaje de las bicicletas desde el suelo hasta el rack.
El rack sujetará a las bicicletas en las ruedas mediante ganchos en los rieles y en el cuadro a través de ganchos ubicados en un eje común. Todos los ganchos tendrán membranas flexibles y suaves entre ellos para evitar el maltrato de la bicicleta y serán de presión. Como señal de seguridad del correcto montaje de las bicicletas, los gachos producirán un sonido de “click”.
El rack estará sujeto al autobús a través de pernos y para proteger las bicicletas de la intemperie se utilizará una malla protectora resistente y flexible que puede enrollarse con la ayuda de una manivela en la base vertical superior del rack en el autobús.
Una alarma con sonido de sirena se activará en caso de robo o desacople de bicicleta durante el traslado, y un sensor de proximidad le indicará al chófer cuan cerca se encuentra el rack de un obstáculo o barrera.

Solución 2

El rack de bicicletas, ubicado en la parte trasera del vehículo, consistirá en varios rieles inclinados y cada uno contará con una rampa deslizante para el montaje de las bicicletas desde el suelo hasta el rack.
El rack sujetará a las bicicletas en las ruedas a través de un freno ajustable a cualquier tipo de rueda, y en el cuadro mediante ganchos. Todos los acoples tendrán membranas flexibles y suaves entre ellos para evitar el maltrato de la bicicleta. Como señal de seguridad del correcto montaje de las bicicletas, los gachos producirán un sonido de “click”.
El rack estará sujeto al autobús con un acople tipo “lego” y para proteger las bicicletas de la intemperie se utilizará una malla protectora resistente y flexible que puede enrollarse con la ayuda de una manivela en la base vertical superior del rack en el autobús.
Una alarma con sonido de sirena se activará en caso de robo o desacople de bicicleta durante el traslado y un sensor de proximidad le indicará al chófer cuan cerca se encuentra el rack de un obstáculo o barrera.

Solución 3

El rack de bicicletas, ubicado en la parte trasera del vehículo, consistirá en varios rieles inclinados y cada uno contará con una rampa desplegable para el montaje y desmontaje de las bicicletas entre el suelo y el rack. Un motor eléctrico permitirá controlar la rampa para desplegarla o plegarla.
El rack sujetará a las bicicletas en las ruedas a través de un freno ajustable a cualquier tipo de rueda, y en el cuadro mediante ganchos articulados. Como señal de seguridad del correcto montaje de las bicicletas, los gachos producirán un sonido de “click”.
El rack estará sujeto al autobús a través de pernos y para proteger las bicicletas de la intemperie se utilizará una malla protectora resistente y flexible que puede enrollarse con la ayuda de una manivela en la base vertical superior del rack en el autobús.
Una alarma con sonido de sirena se activará en caso de robo o desacople de bicicleta durante el traslado y un sensor de proximidad le indicará al chófer cuan cerca se encuentra el rack de un obstáculo o barrera.

Solución 4
Consiste en un rack, ubicado en la parte trasera del autobús, que tiene forma de ruleta que gira en torno a un eje principal con rodamientos. La sujeción del rack al autobús se emplea con ganchos ubicados en la periferia del círculo que conforma la ruleta que al encajar realiza un acople adicional tipo lego  con la estructura que conforma el eje estructural (que hace la rotación). Posee mecanismos de ganchos de sujeción con gomas de rápido acople y desacople en los rines para asegurar las bicicletas, que hacen clic como señal  de ajuste,  y una malla plegable para la protección de factores ambientales. El montaje de las bicicletas se realiza de forma horizontal (una bicicleta a la vez) introduciendo el eje de acople en la rueda trasera y posteriormente girar el rack para introducir las demás.  Respecto al manejo del autobús se implementó sensores de proximidad para facilitar al conductor estacionar adecuadamente sin chocar el rack y luces tipo semáforo para la organización del montaje de bicicletas.

Solución 5

Consiste en una estructura con curvas fijas con dos hileras de ruedas deslizantes que se mueven sobre dos rieles acoplados en la parte trasera del autobús, dicha sujeción le permite al rack tener movilidad para  descender y ascender, como una ‘’Santa María’’, para cargar y descargar las bicicletas. Para mantener el rack fijo en ambas condiciones de montaje se implementan ganchos que restringen los grados de libertad de movimiento al sistema. El montaje de las bicicletas se lleva a cabo por medio de una rampa plegable que sale del rack mientras que la sujeción se hace por medio de un eje común con una serie de ganchos que  agarran los cuadros de las bicicletas  con un espacio estándar para encajar el ring trasero. El posicionamiento de las bicicletas para el traslado es vertical inclinado (perpendicular al parachoques), el cual queda determinado por la forma curvada de los tubos en la estructura.  Se aplica una malla plegable para la protección de agentes ambientales. De igual forma se consideran sensores de proximidad para facilitar al conductor estacionar adecuadamente sin chocar el rack y luces tipo semáforo para la organización del montaje de bicicletas.

Solución 6

Se trata de una estructura automatizada electrónicamente que facilita el montaje de bicicletas por medio de un control remoto. Posee una hilera de luces en la parte superior del autobús que cambian de color para indicar a los usuarios cargar y descargar.  El usuario desliza la bicicleta hasta hacer contacto del manubrio con el rack sin necesidad de ejercer fuerza para cargarla. La sujeción de la bicicleta se aplica mediante una serie de ganchos con goma, que generan sonido de acople, en un eje común fijo que agarran el manubrio y otros en la base que sujetan los rines. De igual forma se consideran sensores de proximidad para facilitar al conductor estacionar adecuadamente sin impactar el rack contra un obstáculo.

Solución 7

Este diseño está conformado por un eje principal o vástago donde serán colocadas las 8 bicicletas. El eje estará conformados por 8 agarres móviles de sujeción de bicicleta que podrán girar con respecto al eje principal y tendrán un movimiento axial de tal manera que la bicicleta al ser colocada horizontalmente pueda deslizarse hasta la última posición disponible del rack y luego girada de tal forma que los manubrios no se estorben entre sí optimizando el espacio disponible. La sujeción será en las dos ruedas de bicicleta por medio de una estructura tipo “ala” que sostendrán las ruedas de la bicicleta y se aseguraran con unos agarres tipo gancho que se podrán deslizar dependiendo del tamaño de la rueda. Es importante mencionar que este rack estará inicialmente a una altura considerable de tal manera que sea más fácil el montaje de la bicicleta, luego se accionará un motor eléctrico que subirá el eje principal del rack hasta una posición alta que impida daños de la bicicleta. La sujeción del rack al autobús será por medio de 2 soportes, inferior y superior, que estarán apernadas al bus, pero el rack de la bicicleta podrá ser desmontado de manera "quita y pon" ya que estos soportes están compuestos por 2 piezas, una fija al autobús y otra fija al rack, y estas dos piezas son unidas por un acople tipo "lego" y ganchos que aseguren el rack.

Solución 8

Este tipo de rack se montará y desmontará por medio del uso de rampas desplegables pivotadas en un eje común, de tal manera que las rampas puedan tocar el suelos y las bicicletas puedan montarse en la dirección paralelo al bus, la primera con el manubrio mirando hacia al frente, el siguiente con el manubrio al contrario y así sucesivamente. Luego se sujetarán las bicicletas al rack por medio de un brazo que se levantará manualmente desde la posición inicial (paralelo a la rampa) hasta una posición perpendicular a la rampa hasta cierta altura por debajo del cuadro de la bicicleta. Este brazo posee un gancho de presión que podrá subir y bajar dependiendo de la altura del cuadro de la bicicleta. Después de sujetada la bicicleta con el rack, la rampa subirá por medio de un sistema mecánico de resortes que disminuirá la fuerza necesaria para subirla, para luego colocarle un seguro que permita mantener la rampa de manera horizontal durante todo el viaje. Cada sujeción podrá ser verificada mediante un sonido de "click" al momento de la sujeción. El uso de gomas y ganchos articulados será fundamental para no dañar la bicicleta durante el traslado. Se implementará una lona sujetada a una estructura que se articula para evitar los efectos de la lluvia y del tránsito, sensores de proximidad que indiquen al chófer la cercanía del rack a cualquier otro objeto, y luces que indiquen al chófer cuando el rack y las bicicletas estén listas para ser trasladada desde una parada hasta la Universidad. Por último, la sujeción del rack al autobús tendrá un solo soporte por medio del uso de un remolque de bola colocada inicialmente en la estructura del autobús, ya sea soldada o apernada. Lo que permite que el rack pueda separarse fácilmente del autobús.

Solución 9

Este tipo de Rack solo se diferencia en pequeños aspectos del Concepto 8.  Que se desea construir se montara y desmontará por medio del uso de rampas desplegables pivoteadas en un eje común y un sistema de poleas que colocaran la bicicleta en su posición de montaje, las rampas podrán tocar el suelos y las bicicletas puedan montarse en la dirección paralelo al bus, la primera con el manubrio mirando hacia al frente, el siguiente con el manubrio al contrario y así sucesivamente. Luego se sujetaran las bicicletas al Rack por medio de un freno ajustable que estará colocado cerca de la estructura del bus. Este fresno podrá subir y bajar dependiendo de la altura de la rueda de la bicleta. Luego de sujetada la bicleta con el rack, la rampa subirá por medio de un sistema mecánico de resortes que disminuirá la fuerza necesaria para subirla, para luego colocarle un seguro que permita mantener la rampa de manera horizontal durante todo el viaje. Cada sujeción podrá ser verificada mediante un sonido de clic al momento de la sujeción. El uso de gomas y ganchos articulados será fundamental para no dañar la bicicleta durante el traslado. Se implementará una lona sujetada a una estructura que se articula para evitar los efectos de la lluvia y del tránsito, sensores de proximidad que indiquen al chofer lo próximo que esta el rack a cualquier otro objeto, y luces que indiquen al chofer cuando el racka y las bicicletas estén listas para ser trasladada desde una parada hasta la universidad. La sujeción del Rack al autobús será por medio de 2 soportes, izquierda y derecha que estarán apernadas al bus, pero el rack de la bicicleta podrá ser desmontado de manera quita y pon ya que estos soportes están compuestos por 2 piezas, una fija al autobús y otra fija al rack, y estas dos piezas son unidas por un acople tipo lego y ganchos que aseguren el rack.



TOMA DE DECISIÓN II: EVALUACIÓN


Factibilidad Técnica


De está evaluación sólo pasaron a la siguiente etapa las Soluciones 1, 5 y 8.


Factibilidad Económica

Para evaluar la factibilidad económica de cada solución se realizó un presupuesto con el estimado para los costos de los materiales necesarios para la fabricación de un modelo de rack de bicicletas.

Solución 1


Solución 5


Solución 8



Evaluación final

Las tres soluciones obtenidas de la Factibilidad Técnica fueron evaluadas en una Matriz de Evaluación con ayuda del análisis de costo anterior.

Matriz de Evaluación



Luego de evaluar el puntaje obtenido para cada solución se analizó cada posibilidad de diseño y finalmente se seleccionó la "Solución 8", que corresponde a la de mayor puntuación en la Matriz de Evaluación, como base para el Concepto de Diseño.


CONCEPTO DE DISEÑO


 Rack para Bicicletas 8B


Mapa Mental del Concepto de Diseño



Concepto de Diseño
Consiste en una estructura que posee una doble articulación mediante bisagras que cambia la posición de las rampas para el montaje y desmontaje de bicicletas. El mecanismo de posicionamiento de las rampas  se basa en el principio físico de elongación de resortes que, en principio, levantarían las plataformas  desde una posición inclinada (para montaje y desmontaje) a una horizontal (para el traslado). Dicho mecanismo otorga al usuario facilidad de montaje y desmontaje de bicicletas, ya que se tienen dos rampas que se inclinan hasta tener contacto con el piso  y por tanto se deslizan las bicicletas sin tener que ser levantadas.

El rack se sujeta al autobús por medio de un par de bolas de remolques que se encuentran fijas al chasis del autobús. Este mecanismo de sujeción permite que el rack pueda acoplarse a las bolas de remolque por medio de una par de abrazaderas de presión que se acciona por medio de una palanca, permitiendo un ajuste prensado suficiente para mantener la estabilidad de la estructura. Es importante mencionar que  gracias a que los remolques de bolas estarán fijas al autobús por medio de pernos o tornillos, el rack podrá ser desacoplado fácilmente mediante el mecanismo antes mencionado para su desmontaje y almacenamiento.

El mecanismo de sujeción de las bicicletas se basa en ganchos de presión con gomas (membranas flexibles) que se accionan por la compresión de resortes mediante el movimiento de una palanca que se encuentra  pivotada a un brazo. La estructura completa posee un gancho y un par de cavidades ajustables a cada tipo de rueda, por cada bicicleta en la rampa, que permiten estabilidad y le confieren un ajuste adicional.

El levantamiento de la rampa con las ocho bicicletas ya montadas y ajustadas se compensa con la fuerza ejercida por cuatro mecanismos brazo-resortes ubicadas simétricamente en la estructura. En posición inclinada, el mecanismo se encuentra completamente elongado, esperando el desacople de una barra de seguridad que mantiene la rampa fija en esa posición, al momento de desacoplar dicha barra la rampa podrá subirse con un mínimo de esfuerzo del usuario. Estando en la posición completamente horizontal,  la barra de seguridad coincidirá con un agujero, automáticamente, por medio de resorte que permitirá mantener la rampa fija horizontalmente.

Entre los elementos que permiten mantener la integridad de las bicicletas, existe una lona plegable resistente al agua y a otros agentes externos, que podrá ser desplegada de manera sencilla y manual por el usuario. Esta lona protectora cubre todo el rack. También se encuentran acoplados al sistema sensores de proximidad y faros de seguridad para cumplir las normas de tránsito.



Arquitectura
Montaje de Bicicletas en el Rack


Vista Superior del Rack: Acople entre Rack y Autobús


Sistema de Seguridad para el Posicionamiento de la Rampa


Gancho para sujeción de las bicicletas con Membranas Flexibles Internas


Sistema de Plegabilidad para Lona Protectora 



¿Se continuará con el Proyecto?

Los diseñadores del Grupo 7 concluyen que es necesario realizar un prototipo para evaluar la factibilidad de los subsistemas, en especial el sistema de resortes para el posicionamiento de la rampa; y en base a los resultados de las pruebas, deducir la continuación del proyecto o reinventar el Diseños Conceptual.





DIAGRAMA DE GRANTT

Distribución de tareas entre los recursos humanos y fechas limites del proyecto.





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