Karakuri es el arte de crear máquinas sin una fuente de energía externa. Después de una introducción al tema en mi última publicación, me gustaría mostrarle algunas técnicas fundamentales para karakuri.
Me gustaría prestar especial atención a la administración de energía: ¿de dónde obtienen energía estas máquinas, cómo la almacenan y a dónde va? También hablaré (¡muy!) Brevemente sobre cinemática, e incluso algunas ideas karakuri que van más allá de la cinemática. Mi próxima publicación tendrá muchos ejemplos, principalmente de la Exposición Karakuri Kaizen 2017 en Nagoya.
Administración de energía
Un dispositivo karakuri necesita energía para funcionar o, en términos más generales, necesita energía. En lugar de usar una fuente de energía dedicada como un motor, los dispositivos karakuri llevan su energía a donde puedan obtenerla. Aquí hay algunos ejemplos de dónde obtener energía, cómo almacenarla y cómo deshacerse de ella.
Fuentes de energia
A menudo, la fuente de energía es músculo humano. Muchos dispositivos karakuri se operan a mano, como una palanca o un par de alicates personalizados. Esto también puede ser de forma indirecta (es decir, cuando el trabajador saca una herramienta eléctrica de un soporte o la devuelve, el movimiento de la herramienta eléctrica puede activar un mecanismo). Muchos otros dispositivos karakuri se operan pisando una palanca o pedal. Esto proporciona más potencia ya que los músculos de la pierna son más fuertes. La mayor fuente de energía humana para las mayores demandas de energía se crea cuando la persona pisa con su peso corporal completo en una plataforma. Vea el video a continuación para ver un ejemplo de un karakuri operado por palanca por ITEM.
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Otra fuente de energía está quitando un poco de energía de otra máquina. El movimiento de otra máquina se utiliza para alimentar el dispositivo karakuri. Por ejemplo, un carrito de suministro de material conducido por un estante de almacenamiento puede activar algunas palancas dentro del estante.
Muy relacionado está el uso de energía gravitacional. Un objeto pesado se mueve hacia abajo y acciona el mecanismo. Esta podría ser la parte rodando por una diapositiva y activando otros mecanismos, como se ve, por ejemplo, en el video Toyota kaikan anterior. Especialmente si está moviendo sus productos usando su propio peso, debe obtener el mayor movimiento posible para la disminución de la altura, de lo contrario, pronto tendrá que hacer agujeros en el piso. También he visto una bola de metal pesado rodando hacia abajo para liberar la energía almacenada y mover un carro hacia adelante donde el objeto en el carro no podía caer en altura por sí mismo.
Yo tambien he visto propulsores de agua como fuente de energía La fábrica de cerveza Suntory dirige un chorro de agua a una pequeña hélice para rotar un filtro durante la limpieza, donde de todos modos muchos chorros de agua rocían el filtro. Aisin Takagaoka está limpiando el interior de las tuberías con chorros de agua de una boquilla que también impulsa la boquilla hacia adelante. Su problema era que esto limpiaba solo la parte inferior de la tubería. Después de introducir un desequilibrio en la boquilla al hacer que algunos chorros sean más grandes que otros, la boquilla ahora cae a través de la tubería y también limpia la parte superior de la tubería.
Similar, energía eólica también puede ser usado. Un ejemplo muy fácil y común sería tiras de plástico en las rejillas de ventilación. Si la tira se está moviendo, la ventilación se está ventilando. Si no, entonces no. Sin embargo, esto sería difícil para una ventilación de admisión, en cuyo caso he visto pequeñas hélices de juguete instaladas en la ventilación. Una hélice giratoria indica que fluye aire.
Almacen de energia
Para muchos dispositivos karakuri, tendrías que almacenar energía. Aquí también puede encontrar una serie de ideas diferentes.
Muy común es un tipo de balancín. Una cosa se mueve hacia abajo (libera energía gravitacional), mientras que otra cosa se mueve hacia arriba (almacena energía gravitacional). Más tarde, puede usar esta energía gravitacional almacenada cuando lo primero haya salido del dispositivo.
Muy relacionados están peso en cuerdas. Durante un movimiento, este peso se levanta. Más tarde, este peso se libera nuevamente para proporcionar energía. A menudo, estos pesos eran botellas de plástico o botes llenos de agua o arena, lo que permite un fácil ajuste de los pesos.
Otra forma ingeniosa de energía fuerte es un péndulo. Un ejemplo que he visto utiliza la extracción de un destornillador eléctrico de su soporte para poner en movimiento un péndulo. Esto se convirtió en un movimiento de rotación que accionaba un disco magnético que sacaba tornillos de un contenedor de almacenamiento, los orientaba y los colocaba en un pequeño tampón para que el trabajador los utilizara. El péndulo almacenaba la energía suficiente para obtener de cinco a seis tornillos, que era todo lo que el trabajador necesitaba.
Naturalmente, también puedes terminar muelles, como por ejemplo en el video de Toyota Kaikan anterior. Las gomas también funcionan.
Además del peso, la energía también se puede almacenar como impulso. Un objeto que rueda hacia adelante puede activar una palanca simplemente a través de su impulso. Este impulso puede ser lineal o angular. Tal, un volante, lo suficientemente grande, puede alimentar un autobús completo.
Disipación de energía
No son tan comunes, pero a veces son necesarios dispositivos para eliminar el exceso de energía. Simplemente convierte el movimiento en calor mediante fricción. Estos pueden ser frenos, amortiguadores de aceite o similares. Por lo general, esto no es un gran desafío.
Principios de movimiento
Si alguna vez has tomado un curso de cinemática fundamental y te has preguntado cuándo necesitarás ese tipo de artilugios, ¡bueno, para karakuri lo necesitas! Cubrir todas las cosas posibles superaría con creces el alcance de este blog (y tampoco sería mi área de especialización). Por lo tanto, aquí hay solo una breve introducción.
Conviertes el movimiento de una forma a otras formas. Además de cambiar de dirección, esto significa convertir de un lado a otro entre movimiento rotacional, movimiento lineal, balanceo y rotación intermitente. Habrá todo tipo de engranajes, cuerdas, poleas, levas, engranajes, barras, eslabones, cinturones y demás. Para obtener más inspiración, consulte la Categoría de Wikipedia: Hardware (mecánico) o Categoría: Cinemática, o simplemente elija un buen libro de texto de cinemática.
Una idea particularmente interesante (al menos para mí) fue un pequeño conjunto de cuatro engranajes que convirtieron la rotación omnidireccional en rotación unidireccional como se muestra en el siguiente video.
Más allá de la cinemática
Por supuesto, tampoco está limitado por la cinemática. Muchos mecanismos de karakuri utilizan imanes. Otros usan propulsores de agua como se describió anteriormente. Incluso he visto un ejemplo de Denso donde usaban un mecanismo karakuri para activar una jeringa que creaba suficiente aspiración al vacío para una ventosa para transportar un chip de computadora. Escribiré más sobre tales ejemplos en mi próxima publicación. ¡Este es el momento adecuado para ser creativo! Ahora sal, piensa fuera de la caja, mueve tus engranajes y ¡Organiza tu industria!
