Diseños de Sistemas Mecánicos — Atlantia STEM Olimpiada

Propósito de la categoría

Mecanismos Innovadores y Clasificación Automatizada

Los competidores tienen la tarea de diseñar una máquina automática funcional que opere de forma autónoma, utilizando principios fundamentales de ingeniería como cadenas cinemáticas, relaciones de engranajes, sistemas de manivela y mecanismos de articulación.

Esta categoría evalúa cómo los conocimientos teóricos de física y estática/dinámica pueden transformarse en sistemas mecánicos en movimiento que resuelvan un problema industrial.

Especificaciones técnicas

Sistema Mecánico Especificaciones y Límites

400 x 400 x 400 mm Límite de tamaño

Máx. 3 kg Límite de peso

12V DC Voltaje máx.

4 bar Presión neumática

Materiales permitidos

Se permiten aluminio, metacrilato, madera, fibra de carbono, filamentos para impresoras 3D (PLA/PETG/ABS) y todos los elementos de fijación mecánicos estándar (rodamientos, engranajes, correas, poleas).

Elementos prohibidos

Se prohíbe el uso directo de brazos robóticos industriales prefabricados, chasis de juguetes o kits de ensamblaje cerrados sin modificar. El diseño original del mecanismo debe pertenecer al equipo.

Actuadores y alimentación

Se pueden utilizar servomotores, motores paso a paso o motorreductores de corriente continua. El voltaje máximo de operación está limitado a 12V DC. Si se utiliza un sistema neumático, el compresor debe ser externo y la presión del sistema no debe superar los 4 bar.

Flujo de la misión

Desafío de clasificación y logística autónoma

El sistema mecánico debe detectar, transportar y clasificar 10 objetos con diferentes propiedades físicas desde la tolva de alimentación hasta los contenedores objetivo correctos en un plazo de 3 minutos.

ETAPA 1

Medición y aprobación del árbitro

Se inspeccionan las dimensiones, el peso y los estándares de seguridad del sistema (sin cables peligrosos expuestos, metal afilado, etc.).

ETAPA 2

Defensa técnica (3 minutos)

El portavoz del equipo presenta ante el jurado VIP los cálculos de par/velocidad, grados de libertad (DoF), y las elecciones de engranajes y mecanismos de articulación utilizados en el mecanismo en una presentación técnica.

ETAPA 3

Prueba de rendimiento en vivo

El sistema se activa y comienza el temporizador de 3 minutos. La máquina recoge autónomamente objetos (bola de hierro, cubo de madera, cilindro de plástico) de la zona de alimentación y los coloca en los contenedores de clasificación correspondientes.

Puntuación

Sistema de puntuación

La evaluación se basa en un total de 100 puntos.

Máx. 50 puntos

Clasificación y éxito en la tarea

Se otorgan +5 puntos por cada objeto colocado en el contenedor correcto. Los objetos deben ser transportados mecánicamente sin daños.

Máx. 30 puntos

Calidad del diseño cinemático y mecánico

El jurado evalúa la fluidez del movimiento, la minimización de la fricción, la reducción del juego y la calidad de la ingeniería en los puntos de conexión.

Máx. 20 puntos

Solución innovadora y optimización

Se otorgan puntos de innovación a los diseños que producen soluciones mecánicas ingeniosas con un número mínimo de motores (por ejemplo, generando múltiples movimientos a partir de un solo motor mediante un árbol de levas).

Penalizaciones

Penalizaciones e infracciones críticas

Intervención manual

Se aplica una penalización de -10 puntos por cada intervención física realizada para rescatar o redirigir una pieza atascada mientras el sistema está en funcionamiento.

-10 puntos

Caída de objeto / Fuera de límites

Si la máquina deja caer un objeto al suelo o lo lanza fuera del área de competición durante el transporte, no se pueden obtener puntos por ese objeto.

0 puntos (ese objeto)

Fallo estructural e infracción de seguridad

Si el mecanismo se desmorona debido a una tensión excesiva durante la prueba o crea un riesgo de seguridad al lanzar piezas, la ronda se detiene por decisión del árbitro.

Ronda detenida

Reglamento