1. Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica
Línea de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico
XXIV MUESTRA DE MÁQUINAS Y PROTOTIPOS
HOVERCRAFT RC
Estudiantes:
JEISON JAVIER VIRGUEZ CASTAÑEDA
WILMER PEREZ SILVA
Directores:
Ing. Nelson Arzola
Ing. Edwin Cárdenas
Bogotá D.C., junio de 2009

2. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIÓN
•El mercado de juguetes colombiano ha tenido muy pocos
avances en los ultimos años con respecto a la comercialización
de juguetes RC (radiocontrol ) con nuevas funciones .
•Con el desarrollo del prototipo Hovercraft se ofrece nuevas
posibilidades tanto en movilidad como en funciones de
entretenimiento a un bajo costo en comparación de otros
juguetes del mismo tipo .
•Todo el proyecto ha sido financiado con recursos propios de los
desarrolladores del mismo a partir de un presupuesto inicial de $
350 000 y con un tiempo de desarrollo de 4 meses

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el mercado colombiano , se percibe las siguientes situaciones
con respecto a este tipo de juguetes :
•los nuevos modelos ofrecen muy pocas innovaciones con respecto
a modelos de años atrás .
•Los niños al ver siempre las mismas funciones y especificaciones,
pierden el interés en este tipo de juguetes.
•El mercado de juguetes está siendo dominado por los juguetes que
representan humanos, animales o seres no humanos.
•Los modelos a control remoto con mejores funciones tienen un
elevado precio y generalmente interesan únicamente a los
aficionados de modelismo.

4. ¿Existe un juguete que logre atraer la atención
del público infantil , con funciones y
características novedosas que satisfagan a
cabalidad las necesidades del cliente , creando
nuevas perspectivas respecto al interés en
juguetes a control remoto y su comercialización
en el mercado de juguetes de Colombia? .

5. REQUERIMIENTOS DEL CLIENTE
Con el objetivo de establecer los requerimientos del cliente
primero se prepara las lista de medidas correspondientes a
las necesidades .Luego se recopila información sobre
benchmarking , se establecen los valores para los objetivos
ideales y marginalmente aceptables , finalmente se realiza
la casa de la calidad.

6. Luego de haber realizado una exhaustiva
recopilacion de datos mediante encuestas
y entrevistas se obtuvieron las siguientes
necesidades del cliente

7. Necesidades del Cliente
• El Hovercraft funciona normalmente en diversas superficies
• EL juguete tiene un diseño atractivo
• El juguete Hovercraft es seguro
• La carcasa del juguete es resistente
• El juguete consume poca energía
• EL juguete tiene larga vida de duración
• El Hovercraft posee funciones distintas a las comúnmente encontradas en otros juguetes
• El juguete Hovercraft es liviano
• El juguete es personalizable
• El juguete puedes ser en parte reciclable
• El juguete Hovercraft puede operarse en un rango amplio
• El juguete tiene una buena relación precio-calidad
• El juguete se puede transportar con facilidad
• El juguete Hovercraft no es lento
• Las piezas del juguete se encuentran en el mercado
• El juguete tiene la capacidad de halar otro juguete
• El Hovercraft es fácil de operar
• El juguete Hovercraft tiene la capacidad de transportar diferentes objetos livianos

8. LISTA DE MEDIDAS

9. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) I

10. ANÁLISIS DE LA COMPETENCIA (BENCHMARKING) II
5.0 El hovercrfat funciona en diversas superficies.
5.0 EL juguete tiene un diseño atractivo.
5.0 El juguete hovercraft es seguro.
5.0 La carcasa del juguete es resistente.
4.0 El juguete consume poca energía.
4.0 EL juguete tiene larga vida de duración.
El hovercraft posee funciones distintas a las comunmente
4.0 encontradas en otros juguetes.
4.0 El juguete Hovercraft es liviano.
4.0 El juguete es personalizable.
4.0 El juguete puedes ser en parte reciclable.
4.0 El juguete hovercraft puede operarse en un rango amplio.
3.0 El juguete tiene una buena relacion precio-calidad.
3.0 El juguete se puede transportar con facilidad.
3.0 El juguete hovercraft no es lento.
3.0 Las piezas del juguete se encuentran en el mercado.
2.0 El juguete tiene la capacidad de halar otro juguete.
2.0 El hovercraft es facil de operar.
El jueguete hovercraft tiene la capacidad de transportar
2.0 diferentes objetos livianos.

11. Objetivos ideales y magirnalmente aceptables I

12. Objetivos ideales y magirnalmente aceptables II

13. Finalmente se obtienen los siguientes
requerimientos con su respectivo valor
ingenieril

14. ESPECIFICACIONES DE INGENIERÍA (QFD)

15. FUNCIONES:
DIAGRAMA DE DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL

16. Para la generación de conceptos se
siguieron los lineamientos de diferentes
técnicas de creatividad como la lluvia de
ideas y la técnica de combinación , estos
fueron los resultados :

17. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE
SOLUCIÓN GENERADAS
Batería
recargable
Electroquímica
Batería
zinc - carbón
Torsíon
Resortes
Mecánico
Compresíon
Almacenar Volantes
energía
Condensadores
Eléctrico
Celda solar
Cargador DC
Combustibles
petroquimicos Nitron
Gasolina

18. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADAS
Implementar
microcontrolador
Adaptar control de
juguete alambrico
Comunicación USB
Comunicación
Alambrico paralela
Comunicación
serial
Circuito analogico
digital
señal de control
Celular
Radio frecuencia
Bluetooh
Infrarrojo
Microcontrolador
Inalambrico
Adaptar radio
control de juguete
Radio control DTMF
Circuito encoder
RC

19. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADAS
conducto
ahuecado recto
Vortice toroidal
Labio exterior
Generar colchón
Fuelle
de aire
Pistòn
Configuracion
estandar
Conducto ahuecado
curvo

20. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADAS
Helice
Turborreactor
Chorro de aire
comprimido
Propulsión
multiple
Sistema Turboventilador
propulsiòn
horizontal
Turbopropulsor
Ramjet
Microturbina
Propulsión a chorro
Alas propulsoras

21. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADAS
Colbon
Soldadura Silicona
liquida
Boxer
Tornillos
uniones Remaches
Tuercas
Contac
Uniones
Cinta
adhesivas
Ensamblar y desensamblar Poner y quitar
piezas carcasa
Poner y quitar
accesorios
Ensamble
mecánico
Ensamble pokayoke
Ensamble edo

22. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN
GENERADAS
Alerones
Motor que gire el
sistema propulsor
Sincronización de
sistema impulsor
Sistema de Ventilador
Rotar atravesado
dirección
Inyección de aire lateral
mas persianas mobiles
Inyección de aire
lateral
Persianas moviles

23. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADAS
Catapulta
Solenoide
Expulsar un
juguete pequeño
Piston neumático
Resorte
Circuito electronico
Producir sonidos y
melodias
Circuito MP3
Motobomba
Convertir energía y señales de Lanzar un chorro de centrífuga
agua
control en funciones especiales
de entretenimiento Jeringa
Palanca
Saltar como el carro
de meteoro
Resorte en la parte
de abajo
Resorte
Chorro de aire
Lanzar un misil o
cuerda Elastómero
Rodillos a alta
velocidad
Embolo
Polvora

24. GENERACIÓN DE CONCEPTOS:
VALORACIÓN DE LAS ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN GENERADAS
Turbina electrica
Motor de
combustible Nitron
Microservomotores
en la dirección
Motor DC
Turbiana a gas
Convertir energía
Blowers
almacenada en energía
mecánica Ventilador de hélice
Un soplador de
hojas
Ventilador de aspas
y hélice
Micro compresor de
tornillo
Bomba de aire
Aspiradora

25. Luego de haber clasificado los conceptos en
categorías se hicieron diversas tablas
donde se combinaron , para generar
conceptos generales de la maquina ,
luego se evaluó cada uno con respecto a
los requerimientos

26. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE
DISEÑO DOMINANTE Y JUSTIFICACIÓN

27. Alternativa Dominante
Concepto 2
• Batería recargable , ventilador , hélice , propulsión múltiple
• Ventilador hélice , configuración estándar , un faldón
• Servomotor , persianas móviles
• Mando juguete existente , emisor y receptor rc juguete existente
• Bomba de agua ,lanzar chorro de agua,
• Chasis , ensamble mecánico , accesorios ensamble mecánico

28. PRESENTACIÓN DE LA ALTERNATIVA DE DISEÑO DOMINANTE Y
JUSTIFICACIÓN
Todos los componentes de la maquina se alimentaran de energía
eléctrica , generada por baterías eléctricas recargables ,se usara
como propulsión varios ventiladores y para la sustentación un
ventilador con un faldón de configuración estándar (bag skirt),el
aerodeslizador podrá maniobrar con un sistema de dirección
constituido principalmente por , un servomotor y persianas móviles ,
el circuito eléctrico rc utilizado será el de un juguete existente , que
tenga un alcance aceptable y como función especial se tiene lanzar
un chorro de agua por medio de una bomba eléctrica de agua , los
accesorios (carcasa) se unen al chasis por medio de ensamble
mecánicos (tornillos)

29. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
•SELECCIÓN DE MATERIALES
La mayoría de piezas del prototipo serán hechas en acrílico
, para el chasis , aletas de dirección , se utiliza acrílico de 3
milímetros y para la carcasa de 2 milímetros.
.
Este material se escogió por su disponibilidad , precio
económico , buenas propiedades mecánicas , bajo peso ,
cumple con las normas de seguridad, y pude ser manejado
fácilmente en los métodos de fabricacion seleccionados
(termoformado ).

30. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
• En la fabricación del faldón se maneja una tela sintética
que comercialmente se conoce como Lindaflex , se
escogió este materia por ser elástico , impermeable ,
económico .
• Para la unión de algunos componentes se usan algunos
pegantes especiales para el acrílico y el lindaflex, y
masilla epoxica para pegar otros componentes como el
motor de sustentación y el chasis .

31. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
• Selección de componentes
estandarizados
• Tornillería
• Servomotor

32. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Mejora de detalles
Algunos detalles del proceso de fabricación e interfaces se
fueron refinando a medida que presentaban
inconvenientes los que se habían planteado con
anterioridad , algunos detalles de diseño como la
configuración del faldón , se refinaron por medio de la
experimentación .

33. GENERACIÓN Y EVALUACIÓN DEL
PRODUCTO
Aplicación de herramientas de ingeniería
• Para el maquinado de las piezas se usaron
principalmente herramientas para trabajar plástico ,
como segueta , cortadores de circunferencias , taladro ,
lima , etc.
• Por su geometría especial , la carcasa presento
dificultades en su fabricación , en primer lugar se
construyo un molde con madera , viruta y colbon, esto
fue ante todo un proceso manual , luego el acrílico se
trabajo en una maquina termo formadora teniendo como
base el molde que se había fabricado .

34. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA
Las fotografias quedan pendientes

35. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Funcionamiento I
• La sustentación del equipo se basa en una técnica denominada cojín o
colchón de aire , que reduce sustancialmente la fricción con la superficie,
lanzando contra esta un chorro constante de aire a presión. El aire se
mantiene a suficiente presión mediante un faldón flexible y se eyecta por
medio de un motor eléctrico caracterizado por su alta velocidad de giro
• El prototipo es controlado por medio de señales de radiofrecuencia ,
provenientes de un emisor externo que las emite a una frecuencia de 27
MHz .Este sistema provee tres canales de transmisión (dirección ,
propulsión, activación bomba de agua) , el circuito receptor al recibir una
señal, emite un 1 lógico dependiendo del canal que se este usando , estas
señales son recibidas por un microcontrolador que las redirige a los
diferentes sistemas del prototipo según sea el caso .

36. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Funcionamiento II
• El control del sistema propulsor se basa únicamente en la
activación o no de los motores , teniendo en cuenta que es
necesario implementar una etapa de potencia .
• El control del sistema de dirección se hace directamente sobre el
servomotor por medio de modulación por anchura de pulso, PWM
(Pulse Width Modulation).El microcontrolador genera una onda
cuadrada en la que se varía el tiempo que el pulso está a nivel alto,
manteniendo el mismo período con el objetivo de modificar la
posición del servo según desee el usuario.
• La bomba de agua únicamente se activara o desactivara cuando el
usuario lo indique .El agua se toma de un tanque que se encuentra
en la parte interna del juguete , de modo que el tanque debe ser
llenado cada vez que se quiera utilizar el juguete .

37. DESCRIPCION DE LA MAQUINA
Seguridad
De acuerdo con la resolución 003388 de 2008 se tuvieron en cuenta
muchos requisitos que se evidencian en la maquina en aspectos
como :
• Las partes tienen un tamaño que no permite que puedan ser
tragadas por niños .
• Las partes moviles del juguete , como los motores , están cerrados
en mallas que evitan el contacto con las aspas en movimiento .
• Las partes desmontables del juguete como la carcasa , tienen la
resistencia mecánica y la estabilidad suficiente para soportar las
tensiones debidas al uso, sin roturas o deformaciones que puedan
causar heridas.

38. APORTE Y VALOR SOCIAL DEL DISEÑO
Este prototipo tiene como principal objetivo el
entretenimiento , siendo accesible para la
mayoría de las personas debido a su bajo costo
con respecto a otros juguetes similares .

39. ANÁLISIS ECONÓMICO
•COSTOS ASOCIADOS CON EL PROCESO DE
DISEÑO
Durante la etapa de diseño los costos económicos se
relacionaron principalmente con pasajes , internet
, impresión de informes y planos , que suma $ 30 000
aproximadamente , pero durante esta etapa se invirtieron
sobre todo mucho esfuerzo y tiempo , que aun no se
puede aproximar a un valor económico .

40. ANALISIS ECONOMICO
COSTOS DE MATERIALES
La compra de los materiales suman $ 200000 aproximadamente
• Baterías : $ 36000
• Componentes electrónicos : $ 18000
• Servomotor : $36000
• Motores : $ 20000
• Circuito RC : 45000
• Otros : 45000

41. ANALISIS ECONOMICO
Costos de fabricación
Los costos de fabricación suman $ 90000
aproximadamente .
• Herramientas : $ 40 000
• Termoformado : $ 20 000
• Otros : $ 30 000

42. ANALISIS ECONOMICO
Costos de Ensamble
Estos costos se relacionaron con el tiempo invertido en el ensamble de todos
los componentes y el desarrollo del manual de operación y la versión final
de los planos mecánicos y eléctricos.
DESPERDICIOS (EXPERIENCIAS Y
RECOMENDACIONES)
En este caso se desperdicio mucho lindaflex , ya que el proceso de
construcción del faldón fue desarrollado por medio de ensayo y error .Cabe
destacar que debido a que no teníamos a disposición otra forma de
construir el faldón , se intento minimizar el gasto del material realizando
ensayos a escalas menores que el prototipo real .

43. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Quedan pendientes hasta que se finalice toda la
construccion de la maquina y se pruebe su
rendimiento

44. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA
EMPLEADAS
•L. YUN, A. BLIAU. Theory and design of air cushion craft .Editorial Arnold , 2000 .
•FITZGERALD Christopher , Wilson Robert .Hovercraft Light design. Notas personales
•Ulrich Karl, Eppinger Steven. DISEÑO Y DESARROLLO DE
PRODUCTOS, ENFOQUE MULTIDISCIPLINARIO, Mc Graw Hill Interamericana, 2004.
•Ullman David , THE MECANICAL DESING PROCESS, Mc Graw Hill
Interamericana, 1992.
•RESOLUCIÓN 003388 DE 2008
•http://www.rc-hovercrafts.com

45. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y
HERRAMIENTAS DE INGENIERÍA EMPLEADAS
• Solid Edge 20
• Microsoft word,excel, power point 2007
• Metroworks Codewarrior
• Statgraphycs
• Proteus
• TexnicCenter

46. MUCHAS GRACIAS
JEISON JAVIER VIRGUEZ CASTAÑEDA –JJVIRGUEZC@UNAL.EDU.CO
WILMER PEREZ SILVA-WPEREZS@UNAL.EDU.CO