| REIVINDICACIONES Una pizarra o tablero con movimientos en dos dimensiones, (horizontal, vertical) y tres dimensiones (mas profundidad) que dibuja, hace mediciones, interactúa con la computadora, representa y facilita construcciones tridimensionales caracterizado por poseer dos movimientos, el primero, a través de toda la longitud horizontal o eje X, se desplaza una regla en forma de T y el segundo movimiento, sobre la regla en forma de T, se desplaza un carro portaherramientas haciendo recorrido de toda su longitud vertical, accionados por dos motores digitales instruidos por funciones matemáticas de velocidad y aceleración respectivamente, manejados por sus controladores y estos desde un software en, la computadora, poder desplazarse sobre toda la superficie de la pizarra describiendo pendientes y parábolas. Pizarra o tablero, de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado por poseer un carro portaherramientas que se desplaza por toda la superficie del tablero, conteniendo mecanismos de sujeción de diversos instrumentos o herramientas. Pizarra o tablero de acuerdo a la reivindicación 2 caracterizado por colocar en el carro portaherramientas cualquier tipo de trazador, que es accionado contra la pizarra mediante un mecanismo electromagnético controlado desde software y con los respectivos movimientos en horizontal y vertical poder así realizar todo tipo de gráficas, dibujos o pintura sobre la misma pizarra, papel, lienzo u otra superficie. Pizarra o tablero, de acuerdo a la reivindicación 3 caracterizado por colocar el tercer eje de profundidad o Z con movimiento perpendicular a la pizarra accionado por un tercer motor montado en el carro portaherramientas manejado por su controlador y software en la computadora Pizarra o tablero, de acuerdo a la reivindicación 2 caracterizado por fijar en la superficie o en el carro portaherramientas, instrumentos de medición, pantalla de visualización, borneras de energía, mecanismos, y sensores que son conectados a las patitas de entrada de entrada y o salida de datos a disposición en los respectivos controladores, que interactúan con su software desde y hacia la computadora. Pizarra o tablero, de acuerdo a la reivindicación 5 caracterizado por ser de plancha metálica y rotar el tablero sobre su eje horizontal obteniendo diferentes posiciones y mantener las construcciones y mecanismos imantados adheridas en el. Pizarra o tablero, de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado por desplazar a través del horizontal, sobre un riel (tubo de acero) una regla en forma de T, en donde están fijadas dos pares de bocinas o poleas que lo abrazan entre si. Pizarra o tablero de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado por accionar los movimientos de los ejes horizontal y vertical (X,Y) mediante un cable, que envuelve una vuelta y media a la polea de doble carril, que va montada en un motor digital y atada a su movimiento mediante una chaveta, el cable va al otro extremo y pasa por una polea libre, de un carril, luego de regreso, ata la regla en forma de T sale y regresa a la polea de arrastre, este mecanismo también funciona para el eje Z o de profundidad. Pizarra o tablero de acuerdo a la reivindicación 8, caracterizado por encarrilar al cable que envuelve una vuelta y media a la polea de doble carril, colocando desde fuera de la polea dos pines encarriladores que hacen seguir la trayectoria deseada para que el cable no se monte. |
INSTRUMENTO DE APRENDIZAJE Y MEDICION CIENTIFICA Antecedentes. -
El problema central, es el mejoramiento y la modernización de los aprendizajes en las aulas. Normalmente el profesor hace uso de pizarras convencionales al desarrollar su clase, por ejemplo de matemática o física, recurriendo solo a la destreza en el dibujo y uso de escuadras, sin ningún instrumento que posea parámetros o ayuda tecnológica real causando así imprecisión, por lo tanto ineficiencia en el aprendizaje.
Actualmente en muchas escuelas se proyectan imágenes del computador mediante un proyector a una pizarra blanca electrónica siendo esta acción o interactividad siempre virtual, contribuye al mejoramiento y modernidad de los aprendizajes en las aulas, pero la desventaja de esta, es que no tiene instrumentos de medida reales ni tridimensionales. Además sabemos que la naturaleza contiene todas las ciencias y estas son representadas en gráficas y estas gráficas a su vez siempre serán representadas en el plano de coordenadas X, Y (ancho, alto), si un instrumento ayudara también a representar la profundidad o eje Z entonces seria de gran ayuda para la comprensión de la naturaleza y mejoramiento en el aprendizaje.
Descripción. -
Se trata de la invención de una pizarra o tablero que representa la realidad en sus cuatro dimensiones (horizontal, vertical, profundidad y tiempo), graficador universal e instrumento de aprendizaje y medición científica, que describe la realidad en forma objetiva, de pequeño a gran formato, que facilita el aprendizaje de las ciencias mediante gráficas, dibujos y laboratorios o representaciones reales con ayuda de instrumentos de medición o múltiples sensores, que son conectados de forma electrónica a las patitas de entrada y/o salida a disposición del software en la computadora.
También se desarrollaría en múltiples aplicaciones de Ingeniería, arquitectura, diseño, simulaciones, artes, maquetas, etc.
Ejemplos de usos.
Teoría representada en forma real área matemática. - A continuación explicaremos las como las expresiones matemáticas, formulas o funciones pueden ser llevadas o representadas en la realidad, por ejemplo en la expresión X+4=0, podemos representar esta incógnita por el desplazamiento en el horizontal, por un intervalo de tiempo, u otro proceso, luego determinar el parámetro unitario y resolver, entonces comprender mejor esta expresión.
Asimismo y con igual claridad la función lineal Y=mX+4, se lleva a la realidad desplazando desde el software en la computadora el eje horizontal, una cantidad X de unidades, al mismo tiempo el desplazamiento en Y va a ser afectada por el producto de mX, si arrancáramos los motores al mismo tiempo observaríamos que se estaría formando una pendiente se observaría además que el parámetro 4 positivo no afecta la pendiente pero si su posición, estas formulas y variables son enviadas desde nuestro software interactuando en forma real.. Esta representación va contribuir de manera clara a este aprendizaje. Teoría representada en forma real en el área de física aceleración. - Suspendemos una masa mediante un hilo y lo montamos en el carro portaherramientas, luego incrementamos la velocidad de desplazamiento en nuestro horizontal o eje X, observamos que la masa no acompaña el desplazamiento, por efecto de la inercia, esta masa se aleja de la vertical, luego si desaceleramos el desplazamiento, observamos que la masa se aleja pero en sentido contrario, ahora bien cuando le imprimimos una velocidad constante entonces ahora la masa si acompaña al vertical sin alejarse de su perpendicularidad.
En ingeniería. -
Esta pizarra o tablero, desarrolla a escala múltiples procesos y automatizaciones, pues los diferentes movimientos que posee interactuarían con los diversos instrumentos de medición como son: escalimetros, balanzas, dinamómetros, formas mecánicas, etc. ayudados por la característica magnética y apoyados de diversos sensores conectados a las patitas de entrada o salida de datos a disposición en el controlador desde o hacia el respectivo software en el computador facilitaría el estudio del proceso de ingeniería planteado.
En arquitectura.-
Se convierte en un tablero de dibujo real o híbrido pues se apoyaría en las tremendas ventajas de imprimir los gráficos desde la computadora (movimiento en X, Y) y a la vez un tablero de dibujo convencional que rota sobre su eje horizontal, con escuadras que ahora contienen múltiples sensores conectados a software en la computadora, con movimiento del eje Z de profundidad, si además se pueden fijar objetos imantados a la pizarra y esta rotara sobre su horizontal estos factores juntos hacen posible la representación a escala de la tridimensionalidad y toda la ayuda de interacción con mecanismos por ejemplo iluminación, beneficiarían al diseñador.
Es una pizarra de plancha metálica con características magnéticas de diferentes formatos pequeños o muy grandes de dos y tres movimientos, en la cual a través de todo su horizontal o eje X, sobre un riel, se desplaza una regla en forma de T accionada por un motor digital (stepper motor) manejado por un controlador (driver) y de allí a un software en la computadora (movimiento horizontal). Asimismo envolviendo la regla en forma de T se desplaza un carro portaherramientas, haciendo recorrido de toda su longitud vertical o eje Y accionado por un motor digital (Stepper motor) manejado por un driver controlador (driver) y este a un software de la computadora, (movimiento vertical) Con estos dos movimientos horizontal, vertical, (X, Y), impulsados por sus respectivos motores instruidos por funciones matemáticas de velocidad y aceleración desarrolladas en nuestro software podemos desplazarnos por toda la superficie de la pizarra o tablero con exactitud, y colocando en el carro portaherramientas una tiza, plumón, aerógrafo, marcador, inyector de tinta o cualquier tipo de trazador, que es accionado contra la pizarra o tablero mediante un mecanismo electromagnético controlado por software, podemos dibujar o imprimir todo el universo de gráficas de ciencias, matemáticas y dibujos sobre la misma pizarra, papel, tela o lienzo.
También se coloca el tercer eje de profundidad o Z con movimiento perpendicular a la pizarra unido a un tercer motor montado en el carro: portaherramientas a su controlador y software en la computadora, la convierte en un instrumento representador y hacedor de construcciones, simulaciones, procesos, automatizaciones y maquetas en el espacio tridimensional. Esta pizarra puede también rotar sobre su eje horizontal y por su característica metálica magnética mantendría adheridos a ella los objetos y/o construcciones.
En el carro portaherramientas, incluso sobre la misma pizarra se colocan diferentes instrumentos de medición (escalimetro, balanza, cronómetro, dinamómetro, amperímetro etc.) o multiplicidad de sensores (mecánicos, ópticos, de movimiento, temperatura, magnéticos, electromagnéticos, infrarrojos etc.) y se convierte en un instrumento de laboratorio de usos múltiples, estos sensores o instrumentos de medida son conectados electrónicamente a los pines de salidas o entradas de datos a disposición, del controlador (PIC) pudiendo recoger o enviar medidas o datos a sus respectivos softwares en la computadora.
Esta pizarra contiene también una parte electrónica comprendida por una fuente de poder la cual tendrán unas borneras conectadas en la pizarra para poder energizar diversos componentes de laboratorio. Esta pizarra también contiene una pantalla o display de visualización.
Mecanismo y Electrónica.-
Es una pizarra o tablero de plancha metálica que puede ser fijada a ella en forma magnética, múltiples accesorios, sensores e instrumentos de medición, Es de diferentes formatos pequeños a muy grandes, con dos movimientos horizontal, vertical (bidimensional), en el cual se desplaza un carro portaherramientas, y un tercer movimiento de profundidad eje Z (tridimensional). Por su construcción rota o gira sobre su horizontal, realizando los mismos desempeños. El mecanismo por el cual accionamos los movimientos de los ejes horizontal y vertical (X,Y) es mediante un cable, que envuelve una vuelta y media a la polea de doble carril, que va montada en un motor digital y atada a su movimiento mediante una chaveta, el cable va al otro extremo y pasa por una polea libre, de un carril, luego de regreso, ata la regla en forma de T sale y regresa a la polea de arrastre, lo que genera cuando templas que el cable quede fijo a la polea y atado al movimiento del motor. Sin embargo como el cable va a querer montarse entre si en la polea de doble carril siguiendo su trayectoria, entonces desde fuera de la polea le colocamos dos pines encarriladores, lo cual obliga al cable a cambiar su trayectoria encarrilándolo sin montarse. (Este sistema es igual para el eje X, Y, opcionalmente para el Z). Además en un extremo del cable existe un indicador de tensión del cable mediante un resorte que le da el ajuste necesario.
La dirección de desplazamiento del eje X (horizontal) es sobre un riel (tubo de acero inoxidable) por el cual se desplaza la regla en forma de T en donde están fijadas dos pares de bocinas o poleas de canal cóncavo que describe la misma forma del riel que lo abrazan entre si haciendo un sanguche.
La dirección de desplazamiento del carro portaherramientas en el eje Y (vertical) es abrazando la sección rectangular de la regla en forma de T, mediante cuatro bocinas. Lo cual hace deslizarlo por toda su longitud.
El carro portaherramientas y la pizarra poseen diversas opciones para ser ancladas o fijadas en ellos como son, agujeros roscados, tornillos de ajuste, pantalla de visualización, horneras de energía, pines de entrada y salida de datos, sensores, instrumentos de medición, mecanismos y herramientas son fijados en ellos, para las diferentes acciones a desarrollar. Además en el carro portaherramientas también son fijados los - mecanismos trazadores o de dibujo y motor que acciona el eje Z o profundidad. Por su construcción toda esta pizarra o tablero gira sobre su eje horizontal cambiando de posición pero realizando el mismo desempeño.
La pizarra cuenta con módulos electrónicos para realizar su trabajo.
El primer modulo cuenta con la parte de alimentación a todo el sistema, este es una fuente de poder dedicada * para alimentación de los controladores (drivers) de los motores y también para la alimentación del modulo de ¡nterfaz.
El segundo modulo es la interfaz entre la PC y el hardware, esta cuenta con dos PICs los cuales se encargaran de recibir las ordenes de la PC y enviarlas a los mecanismos de ejecución,
El tercer y cuarto modulo son unos drivers (controladores) los cuales manejan el desplazamiento de los ejes coordenadas mediante los motores, así como la de controlar el numero de entradas o salida de datos a disponibles que se conectaran a los diferentes procesos.
Opcionalmente la pizarra puede conectarse a una pantalla o display la cual muestre el trabajo realizado en la PC.
Descripción de la figura 1
Superficie de la pizarra o tablero de plancha metálica que puede ser de distintos tamaños (1)
Regla en forma de T la cual se desplaza a través de toda la longitud horizontal (2)
Riel de tubo de acero sobre en el cual de desplaza la regla en forma de T (3)
Poleas de doble carril montada en sus respectivos motores digitales con movimientos de velocidad y aceleración manejados por controladores instruidos por funciones matemáticas desde software en la computadora (4)
Polea de libre movimiento que limita el desplazamiento en el horizontal (5)
Cable que arrastra los mecanismos de movimiento o desplazamientos del sistema (6)
Carro portaherramientas que se desplaza en el vertical a través de la longitud de la regla en forma de T y que posee mecanismos de fijación de los diferentes accesorios o herramientas que van a ser montados en el (7)
Herramientas de trazo y dibujo para varios trazadores (8)
Eje Z o de profundidad montado en el carro portaherramientas con su respectivo motor digital y mecanismo de desplazamiento (9)
Ruedas o poleas que abrazan el riel sobre el cual de desplaza la regla en forma de T (10)
Pivote de rotación del tablero para posesionarlo en forma horizontal (11) Pines que encarrilan la trayectoria del cable en la polea de doble carril (12)
Next Patent: LIGHT ENERGY-INDUCED STABILITY OF BIOMATERIALS