Scielo RSS <![CDATA[Ingeniería mecánica, tecnología y desarrollo]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=1665-738120140002&lang=es vol. 5 num. 1 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Editorial</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812014000200001&lng=es&nrm=iso&tlng=es <![CDATA[<b>Medición en línea de la concentricidad de un componente industrial usando técnicas numéricas y modelado de geometrías</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812014000200002&lng=es&nrm=iso&tlng=es Los requerimientos actuales de productividad industrial exigen que la inspección en línea sea más común en los procesos productivos, lo cual implica altos retos tecnológicos y de innovación para asegurar una medición rápida y precisa. La detección oportuna de defectos ahorra tiempo, energía y materiales en productos defectuosos, también evita el reprocesamiento y favorece el conocimiento del proceso. La integración de nuevas tecnologías, diseños eficaces y métodos de cálculo adecuados, permite la creación de sistemas de inspección en línea robustos, rápidos y precisos. En este trabajo se presenta la aplicación de técnicas numéricas y análisis geométrico en el diseño de un dispositivo para medición en línea de concentricidad en un componente industrial; el método de inspección está basado en la medición del perfil geométrico de la pieza por medio de un sensor electrónico sin contacto, con los datos obtenidos se calcula el centro geométrico con un algoritmo de cálculo basado en la resolución de sistemas de ecuaciones lineales.<hr/>Present requirements of productivity in the industry demand a more common on-line inspection in productive processes, which imply high technological and innovation challenges to assure fast and accurate measurement methods. Opportune detection of defects saves time, energy and materials in defective products; also avoid reworks and encourage a better knowledge of the process. The effective integration of new measurement technologies, designs and suitable methods of calculation, allows the creation of robust, fast and accurate on-line inspection systems. In this work, the implementation of numerical techniques and geometrical analysis in the design of a device for the concentricity measurement of an industrial component, is presented; the inspection method is based on the indirect measurement of the geometric profile of the piece with a non-contact electronic sensor, collected data are used to calculate the center of the geometric place through an algorithm based on the resolution of a system of linear equations. <![CDATA[<b>Diseño y control de un sistema interactivo para la rehabilitación de tobillo</b>: <b>TobiBot</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812014000200003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Los seres humanos siempre están expuestos a sufrir lesiones en el tobillo que pueden causar un daño muscular permanente. No obstante, con una rehabilitación adecuada, el tobillo se cura rápidamente sin convertirse en un problema crónico. La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de restablecer el movimiento perdido debido a un incidente traumático a través de terapia física. En este artículo se presenta el diseño y control de un sistema interactivo (TobiBot) de 1 gdl para pacientes que requieran de una rehabilitación de tobillo. Se presenta un análisis biomecánico de los movimientos básicos del tobillo de dorsiflexión/plantarflexión usando cinemática para determinar el diseño mecatrónico del rehabilitador. Se presenta una interfaz gráfica de usuario para facilitar la interacción hombre-máquina, también esta interfaz cuenta con un modo videojuego para la rehabilitación del tobillo. Se propone un esquema de control PID para gobernar los movimientos suaves y precisos de rehabilitación pasiva y un controlador de impedancia para movimientos de rehabilitación activa. Se presentan pruebas de funcionamiento del prototipo con pacientes sanos utilizando los esquemas de control propuestos para mostrar la respuesta suave y controlada de los movimientos de rehabilitación. Los resultados experimentales obtenidos demuestran el gran potencial de TobiBot para asistir en la rehabilitación de tobillo.<hr/>Humans are always at risk of ankle injuries that may cause permanent muscle damage. However, with proper rehabilitation, ankle heals quickly without becoming a chronic problem. Rehabilitation in a general sense aims to restore the lost motion due to a traumatic incident through physical therapy. In this paper, the design and control of an interactive system (TobiBot) of 1 DOF for patients who require ankle rehabilitation is presented. Abiomechanical analysis of the basic movements of ankle dorsiflexion/ plantarflexion using kinematics to determine the mechatronic design of the rehabilitation is presented. A graphical user interface is presented to facilitate human-machine interaction; also this interface includes a videogame mode for ankle rehabilitation. A PID control scheme is proposed for the smooth and accurate control movements of passive rehabilitation and an impedance controller for active rehabilitation movements. Prototype function tests with healthy subjects using the control schemes proposed to display smooth and controlled response rehabilitation movements are presented. The experimental results demonstrate the great potential of TobiBot to assist in the ankle rehabilitation. <![CDATA[<b>The impact of technical parameters such as video sensor technology, system configuration, marker size and speed on the accuracy of motion analysis systems</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812014000200004&lng=es&nrm=iso&tlng=es In biomechanical assessments, minimizing errors and achieving accurate representations of human movements are the main goals of motion capture systems. Although 3D camera-based motion capturing systems are effective for accurate acquisition of motion, their performance is highly dependent on various parameters. This paper examines the how variations in independent technical parameters such as video camera sensor technology, system configuration, marker size and speed influence the accuracy of the kinematic measurements. A method was developed to systematically assess accuracy and precision of motion capture systems by measuring the mean absolute inter-marker distance errors and standard deviations respectively. A custom-made dynamic measurement protocol was used to test the performance of three motion capture systems; two different Vicon motion capture systems and a low-cost motion capture system implemented in the Santiago de Cuba Hospital (SCH) using common video cameras. For the two Vicon labs, the individual effects and interactions between the parameters and the spatial measurements of the motion analysis systems were able to be determined. However, the Santiago lab was unable to accurately track small changes in the elements of the measurement system and therefore was not recommended for small human movements. Although the Santiago lab reported to be significantly less accurate than the two other labs, results showed that the mean absolute inter-marker distance error was minimized in the center of the capture volume. This information is essential in the implementation of this system as a clinical assessment tool and is a factor that should be considered for low accuracy systems.<hr/>El objetivo de los sistemas de captura de movimiento es la disminución de los errores y la representación exacta de los movimientos humanos. A pesar de que la captura 3D de los movimientos basada en cámaras de video es efectiva, su desempeño es dependiente de varios parámetros. Este artículo examina como impactan en la precisión de las mediciones cinemáticas la tecnología de las cámaras y sus configuraciones, el tamaño de los marcadores y la velocidad. Se propuso un método para la evaluación de la exactitud y precisión de los sistemas de captura mediante la medición de la media de los errores de la distancia inter-marcadores absoluta y la desviación estándar. Se implementó un protocolo de medición dinámico con el cual se estudiaron tres sistemas de captura del movimiento; dos con diferentes tecnologías de la firma Vicon y un sistema de bajo costo desarrollado en el Hospital de Santiago de Cuba que emplea cámaras de video convencionales. Los efectos individuales y de interacción entre parámetros fueron obtenidos en los dos laboratorios Vicon. Por el contrario, en el laboratorio de Santiago no fue posible determinar con precisión el efecto de pequeños cambios inducidos en los parámetros de los elementos del sistema de medición por lo que no se recomienda la evaluación de pequeños rangos de movimientos humanos con este sistema. El laboratorio de Santiago es significativamente menos preciso que los otros dos de la firma Vicon, obteniéndose los menores errores inter-marcadores en la porción central del volumen de captura. Esta información es esencial en la implementación y uso de este sistema como herramienta para la asistencia clínica, factor que pudiera tenerse en cuenta en los sistemas de bajo costo. <![CDATA[<b>Estimación del Esfuerzo de Fluencia de Soldaduras de Aceros Microaleados</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1665-73812014000200005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se diseñó una red neuronal artificial (RNA) para estimar el esfuerzo de fluencia en función de la composición química y dureza de aceros microaleados de alta resistencia (HSLA) y aceros de alta resistencia (HSS). La información necesaria para la RNA se obtuvo mediante la búsqueda en la literatura para construir una base de datos. El diseñó de la RNA fue del tipo perceptón multicapa con una regla de aprendizaje de propagación hacia atrás y función de transferencia sigmoidal, variando el número de nodos en la capa oculta. Se determinó que el diseño de la RNA con 11 nodos es capaz de estimar el esfuerzo de fluencia de un acero microaleado en función de la composición química y dureza. Una vez entrenada y probada la RNA, se utilizó para estimar el esfuerzo de fluencia en las diferentes zonas y subzonas de la soldadura de dos aceros microaleados experimentales de alta resistencia.<hr/>An artificial neural network (ANN) was designed to estimate the yield stress as a function of the chemical composition and hardness of high strength low alloy steels (HSLA) and high strength steels (HSS). The information required for the ANN was obtained by literature search to build a database. The designed ANN was of multilayer perceptón type with back-propagation learning rule and sigmoidal transfer function, varying the number of nodes in the hidden layer. It was determined that the design of the ANN with 11 nodes is able to predict the yield stress of a microalloyed steel according to the chemical composition and hardness. Once trained and tested the ANN, it was used to estimate the yield stress in the different zones and subzones of the weld of two experimental high strength microalloyed steels.