Diseño y fabricación de un sistema de control de apertura para arcos recurvos olímpicos
| Autor: | Moreno García-moreno, Jorge |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Mecànica, Domínguez Fernandez, Alejandro |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
Tir amb arc -- Competicions -- Aparells i accessoris
Enginyeria mecànica [Àrees temàtiques de la UPC] Prototips (Enginyeria) -- Disseny assistit per ordinador Archery -- Testing -- Computer simulation Arcs i fletxes -- Aparells i accessoris -- Disseny i construcció -- Models matemàtics Prototypes Engineering -- Computer-aided design Archery -- Competitions -- Equipment and supplies Bow and arrow -- -- Equipment and supplies -- Design and construction -- Mathematical models Tir amb arc -- Proves -- Simulació per ordinador |
| Popis: | El objetivo de este trabajo es el diseño y fabricación de un sistema de control de apertura para arcos recurvos olímpicos alternativo al sistema actual, el clicker. Mostrando prime- ro las características de su uso, y aunque técnicamente existen posibilidades de utilizar sistemas electrónicos, la normativa de la FITA (federación internacional de tiro con arco) no los permite actualmente y por ello se decide optar por el uso de un espejo. Se decide optar por el empleo de un espejo cóncavo para conocer la apertura del arco evitando las desventajas del clicker, permitiendo así aumentar la imagen teniendo mayor precisión en el control de la apertura. El primer paso seguido es definir y programar el comportamiento del espejo en Matlab. Tras conocer el comportamiento que tendría el espejo, se han realizado mediante software CAD, concretamente en Solidworks, distintas versiones del diseño mecánico del sistema de control de apertura hasta encontrar una solución adecuada. El diseño mecánico ha sido realizado de forma que el sistema de control de apertura sea compatible con el resto de componentes de un arco, habiendo sido montado sobre el visor Shibuya Ultima RC II. Se ha asegurado que el diseño soporta las condiciones de uso durante el disparo realizan- do un análisis de fuerzas, comparando los resultados obtenidos con un análisis de fuerzas realizado al arco sin disponer del sistema de control de apertura diseñado montado. Los resultados de los análisis de fuerzas revelan que ambas configuraciones se encuentran sobredimensionadas, al disponer de unos factores de seguridad de 49 el arco actual; y 32 para el arco con el sistema de control de apertura diseñado. También se ha realizado un análisis de vibraciones, calculando las frecuencias naturales del arco actual y del arco con el sistema de control de apertura; y generando un modelo de las frecuencias a las que vibra la cuerda tras el disparo. El modelo ha sido ajustado a la realidad gracias a un vídeo capturado a cámara lenta, y se ha observado que es posi- ble que ambas configuraciones del arco puedan entrar en resonancia. Debido a los altos coeficientes de seguridad, se ha demostrado que ambas configuraciones son capaces de soportar las fuerzas generadas en el disparo incluso si estas entran en resonancia. Se han detallado los materiales del prototipo y un posible proceso de fabricación realiza- do mediante mecanizado en torno y fresadora. Se han fabricado las piezas, montado el prototipo y comprobado que el sistema de control de apertura diseñado cumple con las premisas definidas al inicio del proyecto. Finalmente, se han detallado los costes asociados a la realización del trabajo, el impacto ambiental del mismo y las implicaciones sociales que puede generar el uso del prototipo diseñado The objective of this work is the design and manufacture of a draw length control system for olympic recurve bows alternative to the current system, the clicker. Showing firstly the characteristics of its use, and although technically there are possibilities of using electro- nic systems, FITA (international archery federation) regulations does not currently allow them and therefore it is decided to opt for the use of a mirror. It is decided opt for the use of a concave mirror to know the bow draw length avoiding the disadvantages of the clicker, thus allowing the image to be increased providing better precision in the draw length control. The first step followed is to define and program the behavior of the mirror in Matlab. After knowing the behavior that the mirror would have, different versions of the mechanical design of the draw length control system have been carried out using CAD software, specifically in Solidworks, until a suitable solution is found. The mechanical design has been made in such a way that the draw length control system is compatible with the rest of components of a bow, having been mounted on the Shibuya Ultima RC II sight. It has been ensured that the design supports the conditions of use during firing by per- forming a force analysis, comparing the results obtained with a force analysis performed on the arc without having the aperture control system mounted. The results of the force analysis reveal that both configurations are oversized, having security factors of 49 the current arc; and 32 for the arc with the designed aperture control system. A vibration analysis has also been carried out, calculating the natural frequencies of the current bow and the bow with the designed draw length control system; and generating a model of the frequencies at which the string vibrates after the shot. The model has been fitted to reality thanks to a video captured in slow motion, and it has been observed that it is possible that both configurations can enter into resonance. Due to high safety coefficients, it has been shown that both configurations are capable of withstand the forces generated in the shot even if the system goes into resonance. The prototype materials and a possible manufacturing process have been detailed, ma- nufactured using a lathe and milling machine. The parts have been manufactured, the prototype assembled and it has been verified that the designed draw length control sys- tem complies with the premises defined at the beginning of the project. Finally, the costs associated with carrying out the work have been detailed, as well as the environmental impact and the social implications that the use of the prototype can generate L’objectiu d’aquest treball és el disseny i fabricació d’un sistema de control d’obertura per a arcs *recurvos olímpics alternatiu al sistema actual, el *clicker. Mostrant primer les característiques del seu ús, i encara que tècnicament existeixen possibilitats d’utilitzar sistemes electrònics, la normativa de la FITA (federació internacional de tir amb arc) no els permet actualment i per això es decideix optar per l’ús d’un mirall. Es decideix optar per l’ús d’un mirall còncau per a conèixer l’obertura de l’arc evitant els desavantatges del *clicker, permetent així augmentar la imatge tenint major precisió en el control de l’obertura. El primer pas seguit és definir i programar el comportament del mirall en Matlab. Després de conèixer el comportament que tindria el mirall, s’han realitzat mitjançant programari *CAD, concretament en *Solidworks, diferents versions del disseny mecànic del sistema de control d’obertura fins a trobar una solució adequada. El disseny mecànic ha estat realitzat de manera que el sistema de control d’obertura sigui compatible amb la resta de components d’un arc, havent estat muntat sobre el visor *Shibuya Ultima RC II. S’ha assegurat que el disseny suporta les condicions d’ús durant el tret realitzant una anàlisi de forces, comparant els resultats obtinguts amb una anàlisi de forces realitzat a l’arc sense disposar del sistema de control d’obertura dissenyat muntat. Els resultats de les anàlisis de forces revelen que totes dues configuracions es troben sobredimensionades, en disposar d’uns factors de seguretat de 49 l’arc actual; i 32 per a l’arc amb el sistema de control d’obertura dissenyat. També s’ha realitzat una anàlisi de vibracions, calculant les freqüències naturals de l’arc actual i de l’arc amb el sistema de control d’obertura; i generant un model de les fre- qüències a les quals vibra la corda després del tret. El model ha estat ajustat a la realitat gràcies a un vídeo capturat a càmera lenta, i s’ha observat que és possible que totes dues configuracions de l’arc puguin entrar en ressonància. A causa dels alts coeficients de se- guretat, s’ha demostrat que totes dues configuracions són capaces de suportar les forces generades en el tret fins i tot si aquestes entren en ressonància.. S’han detallat els materials del prototip i un possible procés de fabricació realitza- do mitjançant mecanitzat al voltant i fresadora. S’han fabricat les peces, muntat el prototip i comprovat que el sistema de control d’obertura dissenyat compleix amb les premisses definides a l’inici del projecte. Finalment, s’han detallat els costos associats a la realització del treball, l’impacte ambien- tal del mateix i les implicacions socials que pot generar l’ús del prototip dissenyat |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|