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El diferencial. Su funcionamiento con Technic

7 Jun

Es asombroso lo que hemos aprendido estos días, al construir nuestros propios diferenciales, empleando para ello nuestras piezas de LEGO® Technic.

Básicamente sabía para que servía un diferencial empleado en un vehículo, pero no ha sido hasta que lo he visto de primera mano, cuando he entendido su funcionamiento.

Digamos que el diferencial es el componente de un vehículo encargado de transmitir la fuerza motriz de la transmisión a las ruedas de tracción posibilitando además el giro correcto en las curvas. Me explico.

En una curva, las ruedas no recorren la misma longitud; la rueda que va por el interior de la trayectoria recorre una circunferencia de menor longitud que la rueda que va por el exterior de la trayectoria. En el caso de que ambas ruedas estuviesen unidas por un mismo eje girando solidarias, ocurriría que la rueda interior patinaría o se “arrastraría” ocasionando un grave comportamiento. De este modo para conseguir que la ruedas recorran de forma idónea esta diferencia de longitudes en una curva (de ahí creo que provenga el nombre de “diferencial”) y que una rueda gire a distinta velocidad que la otra, la solución pasa por intercalar el diferencial en el eje motriz.

En las dos variantes que hemos creado con Technic (ver las fotos adjuntas), el diferencial se compone de 5 engranajes: un piñon de ataque, una corona dentada, dos planetarios y un satélite (no, no me he vuelto loco, no me he pasado a hablar de astronomía, seguimos hablando del diferencial).

Detalle diferencial Technic Detalle diferencial Technic 2

Como puede apreciarse, el engranaje que transmite la fuerza motriz del motor es el piñón de ataque, éste engrana con la corona dentada haciéndolo girar. La rotación de la corona dentada hace girar toda la caja o jaula del diferencial y también los engranajes planetarios unidos a cada semieje de cada rueda. El satélite gira alrededor de los planetarios y es éste engranaje el que posibilita la diferencia de giro que puede presentarse entre los planetarios. En una trayectoria recta, los planetarios giran a una misma velocidad y el satélite se mantiene quieto; sin embargo en una curva el satélite comienza a girar permitiendo que los planetarios puedan girar a diferente velocidad.

En una trayectoria recta, la resistencia que ofrece cada rueda  a la rodadura es la misma, por tanto en el diferencial toda la fuerza del motor se reparte a partes iguales entre las dos ruedas. En una trayectoria curva, la rueda interior tiene que recorrer una longitud menor, con lo que  se frena, ofreciendo una mayor resistencia a la rodadura que la rueda exterior,  y ocasionando que el diferencial reparta más fuerza del motor a la rueda exterior, que ofrece menor resistencia, que a la rueda interior.

Bueno, llegado a este punto lo mejor es que veáis el vídeo siguiente; es más fácil ver como trabaja el diferencial que explicarlo con palabras.

El vídeo se compone de dos partes; en una primera parte se muestra un diferencial, donde el piñón de ataque engrana con la corona dentada en un ángulo de 90º (el eje motor/transmisión es perpendicular al eje de tracción de las ruedas) empleando la pieza especial ref. 62821 que conforma la caja o jaula; y en una segunda parte se muestra otro diferencial alternativo  más “currado”, donde el piñón de ataque engrana con la corona dentada en un ángulo de 0º (el eje motor/transmisión es paralelo al eje de tracción de las ruedas) y donde se utiliza la placa giratoria ref. 48452 para completar el diferencial.

Las instrucciones de montaje del primer diferencial aquí.

Las instrucciones de montaje del segundo diferencial aquí.

Espero que para muchos de vosotros se os haya hecho la luz como se me ha hecho a mi.

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Lego Wedo. Cocodrilo hambriento

10 Ene

Ya han pasado las navidades y claro, los Reyes Magos algún regalito dejaron. Entre todos los regalos, uno muy especial; uno que dará “vida”, y de hecho ya la ha dado, a nuestras construcciones de LEGO®.

Os hablo del set básico de construcción LEGO Wedo, ref. 9580. Set básico Lego Wedo, ref. 9580 La familia Lego Wedo esta enfocada para niños a partir de 7 años, para que en la construcción de sus modelos de Lego, incorporen sensores y motores que permitan dotarles de movimiento. Es una buena manera para que los niños adquieran conceptos mecánicos y eléctricos, iniciándoles ya en el mundillo de la robótica; mundo en el que estoy seguro les tocará vivir no muy tarde.

Este set, en concreto, es el set básico, que además de contener unas cuantas piezas, presenta 4 nuevos elementos especiales:

– El motor M, Power Functions, ref. 8883, que puede conectarse a cualquier eje (axle), para dotar de movimiento a nuestras creaciones.

– El sensor de objetos o de movimiento, ref 9583, que permite detectar un objeto hasta una distancia de aproximadamente 15 cm.

– El sensor de inclinación, ref. 9584, que detecta la inclinación que pueda sufrir nuestra construcción en cualquier sentido.

– El hub USB, al que se conectan los sensores y motores y, que a su vez, y por medio de un puerto USB, conecta con cualquier equipo informático admitido, del que recibe la alimentación.

Para sacarle todo el potencial, Los Reyes Magos también nos han dejado un CD compuesto por el Software de programación LEGO® WeDo que combina perfectamente con el set (no está incluido). Este software está especialmente diseñado y es increíblemente intuitivo para los niños.

Esta desarrollado por LabView de National Instruments y funciona por medio de bloques que se “arrastran y sueltan” en la interfaz, de manera que se van uniendo hasta completar la función que queremos desarrollar, ofreciendo un entorno de programación extraordinariamente sencillo.

Hemos elegido el Cocodrilo hambriento, contenido en la guía rápida que contiene el set y que aparte he colgado en el apartado de tutoriales, para que sea nuestra primera construcción. A continuación os muestro en fotos el desarrollo del montaje y un pequeño vídeo en el que se puede apreciar el funcionamiento del cocodrilo cuando tienes la osadía de meter algo entre sus fauces.

Después de este cocodrilo, vendrán otras creaciones, estoy seguro.

Cocodrilo hambriento_1 Cocodrilo hambriento_2 Cocodrilo hambriento_3 Cocodrilo hambriento_4