ES2531754B1 - Un dispositivo mecánico para la plataforma Stewart - Google Patents

Abstract

Un dispositivo mecánico para la plataforma Stewart.#La invención permite a la plataforma Stewart realizar hasta trece ensayos mecánicos estándar aparte de su función original como simulador de movimientos. Estos ensayos se clasifican en tres grupos según el tipo de espécimen: (1) bloques, (2) vigas o placas, y (3) barras. Para los bloques pueden realizarse los siguientes ensayos: tensión, compresión, cortante, torsión y fatiga. Para las vigas/placas pueden efectuarse ensayos de flexión simple, flexión doble, momento flector puro y fatiga. Para las barras pueden efectuarse los siguientes ensayos: tensión, compresión, torsión y fatiga. La invención ocupa únicamente el espacio interior de la plataforma Stewart, sin restringir ninguno de sus elementos móviles, y añade poco o ningún aumento a sus dimensiones externas. La base inferior fija de la plataforma Stewart soporta la mayor parte de la invención, lo que hace que ésta disminuya poco la capacidad vertical de la plataforma Stewart.

Description

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DESCRIPCION

Un dispositivo mecanico para la plataforma Stewart Sector de la tecnica

La presente invention es una extension mecanica para la plataforma Stewart, la cual es un tipo de robot paralelo que incorpora seis actuadores para simular tres desplazamientos y tres rotaciones segun tres ejes de coordenadas cartesianas, respectivamente. Dicha extension mecanica permite a la plataforma Stewart utilizar sus movimientos para realizar hasta un total de trece ensayos mecanicos que son de uso habitual. Dichos ensayos se clasifican en tres categorlas basadas en las configuraciones del especimen objeto de ensayo, a saber: especlmenes de tipo bloque, especlmenes de tipo viga o placa y especlmenes de tipo barra.

Los especlmenes tipo bloque pueden estudiarse mediante ensayos bajo tension, compresion, fuerza cortante, torsion y desgaste, respectivamente. Los especlmenes tipo viga o placa pueden estudiarse mediante ensayos bajo momento flector simple, momento flector doble, momento flector puro y fatiga, respectivamente. Los de tipo barra pueden ensayarse bajo tension, compresion, torsion y fatiga. Todos estos ensayos son bastante comunes en diferentes aplicaciones, industrias e ingenierlas, tales como caracterizacion de materiales, construction, manufactura, automocion, ingenierla civil, mecanica, aeronautica y muchos otros. Una ventaja adicional muy significativa de la presente invencion es que ocupa unicamente el espacio interior disponible entre las dos plataformas superior e inferior de la plataforma Stewart, sin estar en contacto con ninguna de sus partes moviles en ningun momento dentro de sus rangos maximos de movimientos. Esto hace que las dimensiones externas de la plataforma Stewart apenas se ven aumentadas una vez se ha integrado la invencion. Esta ventaja se complementa con otra igualmente importante, a saber, que la mayorla del peso de la invencion se soporta sobre la base de la plataforma Stewart, la cual se apoya directamente en el suelo. La plataforma movil superior de la plataforma Stewart soportara unicamente una pequena parte del peso de la invencion, lo que consume una parte pequena de la capacidad de carga vertical de la propia plataforma Stewart.

Estado de la tecnica anterior

Un ensayo mecanico es un proceso donde se aplican de forma controlada fuerzas, presiones, desplazamientos, calor, o estlmulos similares a un sistema mecanico, midiendose las respuestas producidas. El objetivo es caracterizar el comportamiento del sistema. Maquina de ensayo es el nombre generico usado para una variedad de dispositivos que aplican una carga controlada a un especimen. Las cargas pueden variar desde unos pocos gramos hasta miles de kilos y pueden ser de naturaleza estatica (variando lentamente) o dinamica, con variaciones rapidas oscilando a altas frecuencias.

En general existen dos componentes principales en una maquina de ensayo: un mecanismo de carga y un sistema de medida. En el primero, la generation de la carga se hace de forma hidraulica o mecanica en la mayorla de maquinas, utilizandose tecnicas electromagneticas o termicas en algunos casos especializados. Para medir la carga generada se usan, por ejemplo, celulas de carga. Para medir las respuestas producidas se usan diversos tipos de sensores.

Justo al final de la guerra de secesion, con el auge de la industrialization en Estados Unidos y de la construccion en diversas partes del mundo, crecio la necesidad de disponer de mejores formas de ensayar los materiales usados en la maquinaria, los edificios, etc. Los ingenieros se quejaban de la falta de information fiable sobre las propiedades de los materiales. "El arte de la construccion esta inmerso en misterio y oscuridad”, se escribla en el Van Nostrand’s Engineering Magazine, anadiendo que "el conocimiento presente de los materiales es absolutamente emplrico” y que "antes de que el constructor haga uso de un nuevo material o uno conocido pero de otra forma, el unico metodo seguro es la experimentation”.

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A partir de 1850 se hablan desarrollado algunos dispositivos para el ensayo de materiales, pero el objetivo de una verdadera maquina de ensayos universal no se alcanzo hasta 1880, cuando el ingeniero Tinius Olsen, de Filadelfia (USA), concibio y patento la que se conocio como "Little Giant”. Esta fue una maquina para ensayos a tension, transversales y a compresion, todos ellos en un unico instrumento, que fue el precursor de todas las maquinas de ensayo producidas posteriormente en el mundo. La empresa que Olsen creo para comercializar su invento continua aun hoy en dla en el mercado de las maquinas de ensayo.

Otra companla, Instron, se establecio en 1946 en Canton, Massachusetts (USA), despues de descubrir que no existla maquina de ensayo alguna con suficiente precision para satisfacer sus requerimientos. Su nueva maquina incorporo un unico sistema conductor similar al que se utilizaba para el posicionamiento de los radares en barcos de guerra. El transductor para la medida de la carga utilizo la galga extensiometrica, que por entonces era una nueva tecnologla desarrollada en el MIT (USA).

En su artlculo de 1965, Stewart describio un mecanismo dotado con seis grados de libertad controlados mediante seis motores, cada uno de los cuales teniendo un soporte en el suelo. Este mecanismo fue una configuration particular de un sistema con seis gatos lineales desarrollado originalmente por Eric Gough en 1947. Stewart lo propuso para ser utilizado como simulador de vuelo para el entrenamiento de pilotos de helicopteros. Objetos colocados en la placa superior pueden moverse en los seis grados de libertad en los que puede moverse un cuerpo suspendido libremente. Estos son los tres movimientos lineales (x-lateral, y-longitudinal, z-vertical) y las tres rotaciones. Este mecanismo es habitualmente conocido como plataforma Stewart o hexapodo (seis piernas) ya que el dispositivo tiene seis actuadores. Existen hoy en dla diferentes variantes en cuanto a forma y caracterlsticas de los actuadores, pero los conceptos esenciales son los mismos ya que todos se basan en los mismos principios de operacion.

La plataforma Stewart tiene una plataforma superior movil que se mueve en 6 grados de libertad y una plataforma inferior fija sujeta a una base fija. Este diseno es ideal para concebir una maquina para ensayos multiples incorporando un sistema mecanico complementario disenado a proposito. La presente invention es el sistema necesario para conseguir que la plataforma Stewart pueda realizar hasta 13 ensayos mecanicos estandar sin afectar la funcionalidad original de la plataforma como simulador de movimientos. Esto significa que la integration de la presente invencion con la plataforma Stewart convierte el simulador de movimientos en una maquina con 14 funciones. Segun una revision exhaustiva del estado de la tecnica, la presente invencion es la primera integracion de su clase en la plataforma Stewart y no existen otras similares hasta ahora.

Explication de la invencion

La presente invencion es un sistema mecanico disenado para ser integrado en la plataforma Stewart para realizar hasta un total de trece nuevas operaciones que se suman a su funcion original como simulador de movimientos. Estas operaciones adicionales son trece ensayos mecanicos que se realizan frecuentemente en estudios de caracterizacion de materiales, construction, manufactura, automocion, ingenierla civil, mecanica, aeronautica y en muchos otros casos. Estos trece ensayos se clasifican en tres grupos segun el tipo de especimen a ensayar: (1) bloques, (2) vigas o placas, y (3) barras. Para los bloques pueden realizarse los siguientes ensayos: tension, compresion, cortante, torsion y fatiga. Para las vigas/placas pueden efectuarse ensayos de flexion simple, flexion doble, momento flector puro y fatiga. Para las barras pueden llevarse a cabo los siguientes ensayos: tension, compresion, torsion y fatiga.

El sistema de medida de deformaciones y cargas en los diferentes ensayos realizables podrla consistir en cualquier dispositivo disponible en el mercado. En particular se considera aqul un sensor de fuerzas y momentos en 6 grados de libertad que existe en el mercado y que se ha utilizado en diversos ejemplos de realization.

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Una ventaja adicional muy importante de la presente invention es que ocupa unicamente el espacio interior disponible entre las dos placas superior e inferior de la plataforma Stewart, sin estar en contacto con ninguna de sus partes moviles en ningun momento dentro de sus rangos maximos de movimientos. Esto hace que las dimensiones externas de la plataforma Stewart apenas se ven aumentadas una vez se ha integrado la invencion. Esta ventaja se complementa con otra igualmente importante, a saber, que la mayorla del peso de la invencion se soporta sobre la plataforma inferior fija de la plataforma Stewart, la cual se apoya directamente en el suelo. La plataforma movil superior de la plataforma Stewart soportara unicamente una pequena parte del peso de la invencion, lo que consume una parte pequena de la capacidad de carga vertical de la propia plataforma Stewart.

A partir de ahora, en este documento nos referiremos, de forma abreviada, a la plataforma Stewart como Hexapodo. Para explicar la presente invencion consideramos un ejemplo de Hexapodo descrito esquematicamente en las Figuras 1 y 2. Solo algunos elementos del Hexapodo son marcados con numeros, aquellos que tienen relation directa o estan en contacto directo con la invencion, tal como se muestra en la Figura 1.

El Hexapodo tiene una plataforma inferior fija A y una plataforma superior movil B (Figura 2). La invencion comprende una parte superior y una parte inferior y un elemento de sujecion del especimen situado entre ellas. La plataforma inferior fija A del Hexapodo soporta la parte inferior de la invencion, mientras que la plataforma superior movil B del hexapodo soporta la parte superior de la invencion. Tres tipos principales de elementos de sujecion pueden acomodarse entre las partes superior e inferior de la invencion: sujecion para especimen de tipo bloque, de tipo viga y de tipo barra, respectivamente. La plataforma movil superior B del Hexapodo puede desplazarse o rotar en respuesta a cierta senal dinamica de entrada para generar una fuerza o un momento deseados a lo largo del tiempo.

Para integrar la invencion al Hexapodo, se construye en primer lugar la parte inferior de la invencion, a continuation la parte superior de la invencion y, finalmente, el elemento adecuado para sujetar el especimen. Las Figuras 3, 4, 5 y 6 muestran el proceso de montaje de la parte inferior de la invencion. La secuencia es como sigue:

■ Al menos tres elementos de soporte 11 se unen vertice a vertice en el centro de la plataforma inferior fija A del Hexapodo y a lo largo de los tres canales 2 del Hexapodo, en la Figura 1, para formar una estrella regular de tres ramas con un punto central 17 en el plano 1 de la plataforma inferior fija A del Hexapodo. El punto 17 es la proyeccion horizontal del eje vertical que une los dos centros de las plataformas inferior y superior del Hexapodo en la position neutra de este. Cada elemento de soporte 11 tiene un extremo prismatico con un angulo en planta de 120 grados apuntando hacia el centro del Hexapodo, una seccion transversal rectangular en su parte central y dos placas en ala en su extremo apuntando hacia el perlmetro exterior del Hexapodo. El plano inferior del elemento de soporte 11 permanece directamente sobre el plano superior 1 de la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

■ En el extremo exterior de los soportes (hacia el perlmetro exterior del Hexapodo), un limitador 12 se sujeta a cada soporte mediante los dos tornillos 13 y las dos ranuras 14 en las dos placas en ala. Despues que los extremos prismaticos interiores de los elementos de soporte 11 se unen en el punto 17, los tornillos 13 se aprietan para unir cada soporte con un limitador, de forma que la cara 15 del limitador coincida con la cara 3 del Hexapodo. Esto fija la estrella de tres ramas, formada por los elementos de soporte 11, a la plataforma inferior fija A del Hexapodo y, en consecuencia, restringe los soportes en estrella frente a cualquier movimiento horizontal y rotation respecto a cualquier eje vertical. A continuacion, cada limitador se ancla a la plataforma inferior fija A del Hexapodo usando al menos dos pares de tornillos roscados 16 y los correspondientes orificios 4 que se hallan en la plataforma inferior fija A del Hexapodo. Esto anade mayor fijacion al conjunto formado por los tres soportes en estrella frente a cualquier movimiento vertical y rotacion respecto a

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cualquier eje horizontal. En este momento, la estrella se ha hecho tan rlgida como la plataforma inferior fija A del Hexapodo frente a cualquier posible movimiento horizontal o vertical y rotacion, estando preparada para recibir el montaje de la siguiente parte.

■ La placa triangular inferior 18 se coloca entonces sobre la triple estrella y se fija a ella usando al menos dos tornillos 19 para cada elemento de soporte 11. Con esto, la placa triangular inferior 18 queda rlgidamente unida a la plataforma inferior fija A del Hexapodo y, por tanto, quedan restringidos cualquier desplazamiento o rotacion. Al final de este paso, la parte inferior de la invention esta integrada adecuadamente a la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

El siguiente paso es montar la parte superior de la invencion a la plataforma superior movil B (o 6) del Hexapodo. Las Figuras 7, 8, 9 y 10 muestran el proceso de montaje de la parte superior de la invencion a traves de la siguiente secuencia:

■ La placa circular superior 30 se coloca justo sobre la plataforma superior movil 6 del Hexapodo, de manera que el orificio 32 de la placa superior 30 y el orificio 7 de la plataforma superior movil 6 del Hexapodo sean concentricos. Ya que estos dos orificios tienen igual diametro, el proceso de centrado podrla realizarse de forma sencilla mediante la insertion en ellos de una corta varilla del mismo diametro.

■ La placa circular inferior 31 se coloca entonces justo debajo de la plataforma superior movil 6 del Hexapodo. Dado que ambas placas superior 30 e inferior 31 son completamente identicas, se hacen girar alrededor de sus ejes para situar sus respectivos orificios de forma concentrica. La placa inferior 31 se mantiene temporalmente justo debajo de la plataforma superior movil 6 del Hexapodo usando un tornillo con una tuerca. Dicho tornillo se inserta secuencialmente en los tres orificios: el orificio 32 de la placa superior 30, el orificio 7 en la plataforma superior movil 6 del Hexapodo, y el correspondiente orificio 32 en la placa circular inferior 31, tras lo cual la tuerca se inserta y se aprieta. Al acabar este paso, la plataforma superior movil 6 del Hexapodo queda temporalmente intercalada formando un sandwich entre las placas circulares superior 30 e inferior 31, respectivamente.

■ Al menos dos ejes roscados 34 se insertan a traves de la placa superior 30, el hueco 5 de la plataforma superior movil 6 del Hexapodo y la placa inferior 31, respectivamente. Las tuercas 35 y 36 se fijan firmemente. Esto permite que la plataforma superior movil 6 del Hexapodo quede firmemente intercalada entre las placas superior 30 e inferior 31 para transmitir completamente su movimiento y/o rotacion a los ejes roscados 34.

■ La placa triangular superior 37 es firmemente unida a los ejes roscados 34 usando los correspondientes orificios roscados 38 junto con las tuercas 39. Al final de esta etapa, la parte superior de la invencion queda adecuadamente integrada con el Hexapodo, asegurando que cualquier movimiento y/o rotacion de la base superior movil 6 del Hexapodo se transmitira a la placa triangular superior y, consecuentemente, con perdidas mlnimas al especimen a ser ensayado. La unica fuente de perdidas es la minima deformation posible de los ejes roscados 34, lo que puede evitarse completamente usando mas ejes o ejes con secciones mayores o de material mucho mas rlgido. En cualquier caso, el diseno de los ejes (numero y section) debe ser proporcional a la capacidad del Hexapodo y/o a las fuerzas a aplicar a los especlmenes para garantizar casi ninguna perdida en el movimiento de entrada.

Montar las partes superior e inferior de la invencion en el Hexapodo, como se muestra en las Figuras 11 y 12, significa haber acabado dos terceras partes del montaje completo de la invencion, como se ve con mas detalles en las Figuras 13, 14, 15, 16, 17 y 18. Estas dos terceras partes son independientes del tipo y configuraciones del especimen a estudiar. El ultimo tercio de la invencion, constituido por los elementos de sujecion del especimen, depende del tipo y configuraciones del especimen a estudiar. En lo que sigue, se explican tres tipos principales de sujeciones para especlmenes, respectivamente, de tipo bloque, viga/placa y barra.

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Consideramos primero la sujecion para especimenes tipo bloque.

Para ilustrar su diseno y uso se considera, a modo de ejemplo, un especimen de forma general como el mostrado en la Figura 19. Representa un sistema antislsmico de aislamiento de base formado por un material elastomerico de uso frecuente en el area de la ingenierla estructural y el diseno slsmico. El especimen 49 consiste en dos placas de acero superior e inferior, 50 y 51 respectivamente, entre las cuales se disponen secuencialmente varias capas de acero 52 y de goma 53, perfectamente pegadas una a otra. Usando la invention, el aislador slsmico va a ser sometido a cinco ensayos mecanicos comunmente realizados en la practica: tension, compresion, cortante, torsion y desgaste. Con anterioridad a los ensayos, el elemento de sujecion del especimen se explica en la Figura 20, el especimen se incorpora a la sujecion como se indica en la Figura 21 y, posteriormente, la sujecion y el especimen se incorporan a las partes superior e inferior de la invencion como se detalla en las Figuras 22, 23 y 24. Finalmente, la maquina de ensayos para especimenes tipo bloque (Hexapodo + partes superior e inferior de la invencion + sujecion del especimen) estara lista, como en la Figura 25, para realizar los cinco tests como se ilustra en las Figuras 26, 27, 28, 29 y 30 respectivamente.

La secuencia de preparation, montaje de la sujecion y su integration con las partes superior e inferior de la invencion para realizar los cinco tests es la siguiente:

■ La caja inferior de la tapa 55 se ajusta a la placa superior de 50 del especimen (aislador) 49 y se asegura con cuatro tornillos a traves de cuatro orificios 56 en la tapa 55, vease Figuras 20 y 21.

■ Un sensor de fuerzas y momentos en seis grados de libertad 57 se ajusta a la tapa 55 mediante su caja superior 58, que es la parte superior de la tapa 55. El hueco 59 en la caja 58 se deja para permitir que el cable del sensor pueda pasar con seguridad, vease Figuras 20 y 21.

■ La unidad montada con el aislador 49, la tapa 55 y el sensor 57 se coloca sobre la placa triangular inferior 18 y se mantiene proxima a su centro, como se observa en las Figuras 23, 24 y 25.

■ El sensor se fija firmemente a la placa triangular superior 37 usando cuatro tornillos adecuados en los cuatro orificios 41, en la placa triangular superior 37, y en los cuatro orificios correspondientes 60 en la parte superior del sensor. Esto resulta en una fuerte fijacion de la parte superior del especimen a la parte superior de la invencion, lo que permite transmitir cualquier desplazamiento y/o rotation de la base movil 6 del Hexapodo a la parte superior del especimen a traves del sensor para medir cualquier fuerza interna generada por tales desplazamientos y/o rotaciones de entrada.

■ Los tres elementos de soporte 61 se colocan a continuation sobre la placa triangular 18 y alrededor de la placa inferior 51 de aislador 49. Los elementos de soporte 61 se empujan hacia el aislador 49 hasta estar en contacto con su placa inferior 51 y, a continuacion, se aseguran a la placa triangular inferior 18 usando los tornillos 62 a traves de las ranuras 63 y los pares de orificios acanalados 21 en la placa triangular inferior 18. Esto asegura una fijacion perfecta de la parte inferior del especimen frente a movimientos horizontales y rotaciones alrededor de su eje vertical. Para mejorar la fijacion frente a cualquier movimiento hacia arriba del especimen y su rotacion alrededor de cualquier eje horizontal, los elementos adicionales de soporte 64 se sujetan adecuadamente a los elementos de soporte 61 usando los tornillos 65. Estos elementos de soporte adicionales 64 se extienden parcialmente sobre la placa de soporte inferior 51 del aislador y se mantienen en contacto con la cara superior de la placa 51 para soportarla frente a elevaciones y consecuentemente rotaciones alrededor de cualquier eje horizontal. En este momento, el aislador (especimen) y su sujecion estan integrados adecuadamente al resto de la invencion y del Hexapodo y la maquina de ensayos para un especimen tipo bloque esta lista para llevar a cabo los cinco ensayos mecanicos.

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La filosofla sobre la realization de los ensayos usando la presente maquina para especlmenes bloque se basa en forzar la parte superior del especimen (aislador) para que se desplace y/o rote, mientras mantiene su parte inferior completamente fija. Esto genera ciertas fuerzas internas y acciones deformadoras dentro del especimen que se miden de forma continua usando el sensor durante todo el ensayo hasta que el especimen falla o el ensayo se detiene. Para empezar el ensayo, es importante remarcar un concepto basico despues de integrar todos los elementos de la invention en el Hexapodo para configurar la maquina de ensayos. Este concepto es que la maquina comprende dos partes no deformables principales: una esta absolutamente fija y esta rodeada por los rectangulos C en las Figuras 26-30; y la otra es movil pero indeformable y esta rodeada por los rectangulos D en las mismas Figuras 26-30. El unico objeto deformable es el especimen, cualquiera que sea el tipo y la configuration. La parte superior del especimen esta sujeta firmemente a la parte movil indeformable D, mientras que la parte inferior del especimen esta sujeta firmemente a la parte C fija e indeformable. Los cinco ensayos se realizan segun se describe a continuation.

■ Para el ensayo de tension, vease la Figure 26. La parte superior D se desplaza verticalmente, separandose del especimen, sin rotation alguna. La parte inferior C se mantiene siempre fija. Por tanto, el especimen es estirado generando una tension. La historia temporal del movimiento vertical de la parte D hacia arriba es conocida, mientras que la fuerza tensil de salida se mide mediante el sensor hasta que acaba el ensayo.

■ Para el ensayo de compresion, vease la Figure 27. La parte superior D se mueve verticalmente hacia el especimen sin rotation alguna. La parte inferior C se mantiene siempre fija. Por tanto, el especimen es apretado generando una fuerza compresiva. La historia temporal del movimiento vertical hacia abajo de la parte D es conocida, mientras que la fuerza compresiva de salida se mide mediante el sensor hasta que acaba el ensayo.

■ Para el ensayo de fuerza cortante, vease la Figure 28. La parte superior D se mueve horizontalmente sin rotation alguna. La parte inferior C se mantiene siempre fija. Por tanto, el especimen es sometido a una fuerza cortante. La historia temporal del movimiento horizontal de la parte D es conocida, mientras que la fuerza cortante producida se mide mediante el sensor hasta que acaba el ensayo.

■ Para el ensayo de torsion, vease la Figure 29. La parte superior D se hace rotar, sin desplazamiento alguno, alrededor del eje vertical del Hexapodo, el cual coincide con el eje del especimen en las posiciones neutras e indeformadas de ambos. La parte inferior C se mantiene siempre fija. Por tanto, el especimen es sometido a una torsion. La historia temporal del movimiento de rotation de la parte D es conocida, mientras que el momento de torsion producido se mide mediante el sensor hasta que acaba el ensayo. La rotation de entrada puede ser tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el contrario.

■ Para el ensayo de desgaste, vease la Figure 30. Se pueden usar dos posibles entradas, repetitivas o periodicas, a saber: desplazamiento horizontal cortante y/o rotation alrededor del eje vertical del Hexapodo. En este tipo de ensayo, la parte superior del especimen se quita de la tapa 55. En su lugar se coloca en la tapa una piedra de abrasion y se sujeta usando cuatro tornillos a traves de los cuatro orificios 56 en la tapa 55. La parte superior D de la maquina de ensayo se adapta entonces de forma que la piedra de abrasion, sostenida por la tapa 55, esta en contacto con la parte superior del especimen, la cual sigue unida en su base a la parte fija C. Posteriormente, la parte movil D se actua segun un movimiento horizontal repetitivo o una rotation repetitiva alrededor del eje del Hexapodo. Ello resulta en someter la parte superior no movil del especimen a una action de desgaste debido al continuo rozamiento con la piedra de abrasion sujeta a la parte D. La historia temporal del desplazamiento (o la rotation) repetitivo de la parte D es conocida, mientras que la fuerza o el momento de desgaste producidos se miden mediante el sensor hasta que acaba el ensayo. El desplazamiento de cortante de entrada puede ser en cualquier direction horizontal y la rotation de entrada puede ser tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el contrario.

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Consideramos en segundo lugar la sujecion para especlmenes tipo viga y placa.

Para ilustrar su diseno y uso, se elige un especimen tipo viga de forma generica a modo de ejemplo. La viga sera sometida a cuatro habituales ensayos utilizando la invention. Estos ensayos son de flexion simple, doble flexion, flexion pura y de fatiga, respectivamente. Antes del ensayo, se describe la sujecion del especimen tipo viga en la Figura 31. Despues, la sujecion se incorpora a las partes superior e inferior de la invencion como se muestra en las Figuras 32, 33 y 34. Finalmente, la maquina completa de ensayos tipo viga (Hexapodo + partes superior e inferior de la invencion + sujecion del especimen viga o placa) esta lista (vease Figura 35) para llevar a cabo los cuatro ensayos tal como se muestra en las Figuras 36, 37, 38 y 39 respectivamente. La secuencia de preparation, montaje de la sujecion y su integration con las partes superior e inferior de la invencion para los cuatro ensayos es la siguiente:

■ La sujecion se compone de dos placas superior e inferior principales 70 y 71, respectivamente. Estas placas trabajan principalmente como plataformas o sujeciones para las unidades de soporte 77 y de aplicacion de carga 81, respectivamente. La placa superior principal 70 se sujeta a la placa triangular superior 37 de la parte superior de la invencion a traves de tres pares de tornillos 72, 73 y 74 que coinciden con tres conjuntos correspondientes de pares de orificios 43, 42 y 44, respectivamente, encontrados en la placa triangular superior 37 (vease las Figuras 9, 10, 31, 32, 33 y 34).

■ La placa inferior principal 71 se asegura a la placa triangular inferior 18 usando dos pares de tornillos 75 y 76 que coinciden con dos pares de orificios 20 y 21, respectivamente, en la placa triangular 18 (vease las Figuras 3, 4, 5, 6, 31, 32, 33 y 34).

■ A continuation se incorporan dos o mas unidades soporte 77 a la placa inferior principal 71, de manera que las partes extendidas 78 de la unidad 77 encajan perfectamente en los canales laterales 79 de la placa inferior principal 71. Estos canales laterales, junto con las partes extendidas 78, permiten un posicionamiento variable de las unidades de soporte 77 de acuerdo con los requerimientos de los ensayos y la escala del especimen viga. Despues de alcanzar la position requerida a lo largo de la placa inferior principal 71, se asegura firmemente el elemento de soporte 77 a la placa inferior principal 71 usando los dos tornillos laterales 80. En este momento, las dos o mas unidades 77 estan listas para soportar un especimen viga o placa como se ilustra en la Figura 31.

■ De forma similar, una o mas unidades de aplicacion de cargas 81 se incorporan a la placa superior principal 70. Las partes extendidas 82 deben coincidir dentro de los canales 83 segun se ve en la Figura 31. Despues de alcanzar la posicion requerida a lo largo de la placa superior principal 70, las unidades de aplicacion de cargas 81 se aseguran firmemente a la placa superior principal 70 usando los dos tornillos laterales 84. Ahora, la una o mas unidades de aplicacion de cargas 81 estan listas para aplicar cargas a un especimen viga o placa.

La sujecion viga completa esta ahora integrada de forma adecuada al resto de la invencion y el Hexapodo. Por tanto, la maquina de ensayos esta lista para llevar a cabo hasta cuatro ensayos mecanicos tipo viga. Para empezar el ensayo, es importante remarcar un concepto basico, a saber, que la maquina comprende dos partes no deformables principales: una esta absolutamente fija y esta rodeada por los rectangulos E en las Figuras 36-39; y la otra es movil pero indeformable y esta rodeada por los rectangulos E en las mismas Figuras 36-39. El unico objeto deformable es el especimen, cualquiera que sea el tipo y la configuration. Una fuerza compresiva hacia abajo se aplica a la placa superior del especimen viga o placa mediante las unidades de aplicacion de cargas 81. Esto genera una reaction hacia arriba en las unidades de soporte 77, que no estan alineadas con las unidades de aplicacion de las cargas. Por lo tanto, se generan momentos de flexion y fuerzas de corte en el especimen tal como se requiere. Los cuatro ensayos se realizan segun se describe a continuacion.

■ Para el ensayo de flexion simple de una viga 85, a modo de ejemplo, vease la Figura 36.

Dos unidades inferiores de soporte 77 se instalan juntas con una unica unidad de

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aplicacion de cargas 81 en la parte superior, la cual esta situada en la distancia horizontal media entre las dos unidades inferiores de soporte 77. El especimen viga se coloca entonces sobre las dos unidades inferiores de soporte 77, de forma que las distancias entre los extremos del especimen y la unidad de soporte 77 mas cercana sean las mismas. La parte movil no deformable F de la maquina de ensayo montada se adapta para permitir que la unidad superior de aplicacion de cargas 81 este en contacto con la superficie horizontal superior del especimen viga en su punto medio. A continuation, la parte movil F de la maquina se desplaza hacia abajo sin rotation. Esto aplica una fuerza vertical concentrada de compresion al especimen mediante la unidad de aplicacion de cargas 81. Dos reacciones hacia arriba se generan en las dos unidades inferiores de soporte 77, produciendo esfuerzos de tension maximos en el lado horizontal inferior de la viga y esfuerzos compresivos maximos en el lado horizontal superior de la viga, unidad de aplicacion de cargas 81, lo que resulta en una deformation por flexion simple.

■ Para el ensayo de flexion doble de una viga 85, vease la Figura 37. Dos unidades inferiores de soporte 77 se instalan juntas con dos unidades de aplicacion de cargas 81 en la parte superior. La distancia horizontal entre las dos unidades 77 se fija igual a la distancia horizontal entre las dos unidades de aplicacion de cargas 81. Una de las unidades 81 se situa a media distancia entre las dos unidades inferiores 77. Esto garantiza iguales distancias horizontales entre todas las cuatro unidades 77 y 81. El especimen viga se coloca entonces sobre dos unidades de soporte inferior 77, de forma que la distancia entre los extremos de la viga a las unidades 77 u 81 sean iguales. La parte movil no deformable F de la maquina de ensayo se adapta para permitir que las dos unidades 81 esten en contacto con la superficie horizontal superior de la viga en su punto medio. La parte movil F de la maquina se desplaza a continuacion en sentido descendente sin rotacion. Esto aplica dos fuerzas compresivas verticales concentradas iguales en la viga mediante las dos unidades de aplicacion de cargas 81. Esto resulta en una curvatura de doble flexion en el especimen viga 85.

■ Para el ensayo de momento flector puro de una viga 85, vease la Figura 38. Dos unidades inferiores de soporte 77 se instalan a la vez con dos unidades de aplicacion de cargas 81 en la parte superior entre las dos unidades de soporte 77, de manera que la distancia entre una unidad de soporte 77 y la unidad de aplicacion de cargas 81 mas proxima sea igual a la distancia entre la otra unidad de soporte 77 y la otra unidad de aplicacion de cargas 81. El especimen viga se coloca entonces sobre las dos unidades de soporte 77. La parte movil no deformable F de la maquina de ensayo se adapta para permitir que las dos unidades de aplicacion de cargas 81 esten en contacto con la superficie horizontal superior de la viga. La parte movil F de la maquina se desplaza a continuacion en sentido descendente sin rotacion. Esto aplica dos fuerzas compresivas verticales concentradas iguales mediante las dos unidades 81. Dos reacciones opuestas hacia arriba se generan en las unidades de soporte 77 iguales a las dos fuerzas verticales aplicadas en las unidades 81. Esto resulta en un momento flector puro en el especimen viga 85 en la distancia media entre las dos unidades de soporte 77.

■ Para realizar el ensayo de fatiga de una viga 85, vease la Figura 39. La principal caracterlstica de ensayos de fatiga es la aplicacion de acciones repetitivas. Por tanto, los anteriores tres ensayos pueden transformarse en ensayos de fatiga correspondientes usando la maquina montada con la presente invention. La unica diferencia en cada ensayo sera el uso de desplazamientos verticales de la parte movil F de la maquina de forma repetitiva o periodica.

Consideramos en tercer lugar la sujecion para especlmenes tipo barra.

Para ilustrar su diseno y uso, se elige un especimen de tipo barra de forma generica a modo de ejemplo. La barra sera sometida a cuatro habituales ensayos utilizando la invencion: tension, compresion, torsion y fatiga. Antes del ensayo, se describe la sujecion del especimen tipo barra en la Figura 40. Despues la sujecion se incorpora a las partes superior e inferior de la invencion como

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se muestra en las Figuras 41, 42 y 43. Finalmente, la maquina completa de ensayos tipo viga (Hexapodo + partes superior e inferior de la invention + sujecion del especimen barra) esta lista (vease Figura 44) para llevar a cabo los cuatro ensayos tal como se muestra en las Figuras 45, 46, 47 y 48 respectivamente. La secuencia de preparation, montaje de la sujecion y su integration con las partes superior e inferior de la invencion para los cuatro ensayos es la siguiente:

■ La sujecion de la barra se compone de dos soportes principales superiores e inferiores 87 y 88 respectivamente. El soporte superior 87 sujeta firmemente el especimen barra 86 a la placa triangular superior 37 de la plataforma superior de transmision de movimiento de la invencion. Esto se realiza mediante la parte roscada delgada 89, en el soporte superior 87, y el orificio roscado 40 en la placa triangular superior 37. La parte superior del especimen barra 86 se agarra en el alojamiento 90 del soporte superior 87. Entonces el alojamiento 90 se fija usando la tuerca 92, con ayuda de las acanaladuras 91, para sujetar firmemente la parte superior del especimen 86.

■ De forma similar, el soporte inferior 88 sujeta firmemente el especimen 86 a la placa triangular inferior 18 de la parte inferior de la invencion. Esto se consigue mediante la parte roscada delgada 93, en el soporte inferior 88, y el orificio roscado 22 en la placa triangular inferior 18. La parte inferior del especimen barra 86 se agarra en el alojamiento 94 del soporte inferior 88. Entonces el alojamiento 94 se fija usando la tuerca 96, con ayuda de las acanaladuras 95, para sujetar firmemente la parte inferior del especimen 86.

La sujecion completa para una barra esta ahora integrada de forma adecuada al resto de la invencion y el Hexapodo, vease Figura 44. Por tanto, la maquina de ensayos para un especimen tipo barra esta lista para llevar a cabo hasta cuatro ensayos mecanicos. Para empezar el ensayo, es importante remarcar un concepto basico, a saber, que la maquina comprende dos partes no deformables principales: una esta absolutamente fija y esta rodeada por los rectangulos G en las Figuras 45-48; y la otra es movil pero indeformable y esta rodeada por los rectangulos H en las mismas Figuras 45-48. El unico objeto deformable es el especimen barra, cualquiera que sea el tipo y la configuration. Los cuatro ensayos se realizan segun se describe a continuation:

■ Para el ensayo a tension de una barra a modo de ejemplo 86, vease la Figura 45. El extremo inferior del especimen (barra) esta ahora conectado rlgidamente a la parte fija G mediante el soporte inferior 88 de la barra 86, mientras que el extremo superior esta sujeto firmemente a la parte movil superior H mediante el soporte superior 87. La parte movil H de la maquina (no deformable) se adapta para no anadir pre-esfuerzos a la barra (verticales o laterales) antes de iniciar el ensayo. A continuacion la parte H se pone en movimiento desplazandose hacia arriba sin rotation. Esto aplica una fuerza concentrada de tension vertical a la barra mediante la unidad de soporte superior 87. Una reaction hacia abajo de igual magnitud se desarrolla en la unidad de soporte inferior 88. El resultado es la generation de esfuerzos axiales de tension en el especimen barra como se requieren.

■ Para el ensayo a compresion de la barra ejemplo 86, vease la Figura 46. El extremo inferior del especimen (barra) esta ahora conectado rlgidamente a la parte fija G mediante el soporte inferior 88 de la barra 86, mientras que el extremo superior esta sujeto firmemente a la parte movil superior H mediante el soporte superior 87. La parte movil H de la maquina (no deformable) se adapta para no anadir pre-esfuerzos a la barra (verticales o laterales) antes de iniciar el ensayo. A continuacion, la parte H se pone en movimiento desplazandose hacia abajo sin rotacion. Esto aplica una fuerza concentrada de compresion vertical a la barra mediante la unidad de soporte superior 87. Una reaccion hacia arriba de igual magnitud se desarrolla en la unidad de soporte inferior 88. El resultado es la generacion de esfuerzos axiales de compresion en el especimen barra como se requieren.

■ Para el ensayo a torsion de la barra ejemplo 86, vease la Figura 47. El extremo inferior del especimen (barra) esta ahora conectado rlgidamente a la parte fija G mediante el soporte inferior 88 de la barra 86, mientras que el extremo superior esta sujeto

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firmemente a la parte movil superior H mediante el soporte superior 87. La parte movil H de la maquina (no deformable) se adapta para no anadir pre-esfuerzos a la barra (verticales o laterales) antes de iniciar el ensayo. A continuation la parte H se pone en movimiento rotando alrededor del eje vertical del Hexapodo, en la misma direction que aprieta los tornillos de las partes delgadas superior e inferior 89 y 93, sin desplazamiento alguno. Esto aplica un momento de torsion a la barra mediante la unidad de soporte superior 87. Una reaction igual y opuesta se desarrolla en la unidad de soporte inferior 88. El resultado es la generation de esfuerzos de torsion en el especimen barra como se requieren.

■ Para realizar el ensayo de fatiga de una barra ejemplo 86, vease la Figura 48. La principal caracterlstica de ensayos de fatiga es la aplicacion de acciones repetitivas. Por tanto, los anteriores tres ensayos a una barra pueden transformarse en ensayos de fatiga correspondientes usando la maquina montada con la presente invention. La unica diferencia en cada ensayo sera el uso de desplazamientos y/o rotaciones de la parte movil H de la maquina de ensayos en forma repetitiva o periodica.

Breve description de los dibujos

■ La Figura 1 muestra una vista isometrica de la plataforma Stewart (Hexapodo) seleccionada como ejemplo para explicar la invencion y como esta se integra al Hexapodo.

■ La Figura 2 muestra una vista frontal del Hexapodo con indication de su plataforma inferior fija A y su plataforma superior movil B.

■ La Figura 3 muestra la vista isometrica superior de la parte inferior de la invencion, la cual se integra a la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

■ La Figura 4 muestra la vista en planta superior de la parte inferior de la invencion, la cual se integra a la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

■ La Figura 5 muestra la vista isometrica inferior de la parte inferior de la invencion, la cual se integra a la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

■ La Figura 6 muestra la vista en planta inferior de la parte inferior de la invencion, la cual se integra a la plataforma inferior fija A del Hexapodo.

■ La Figura 7 muestra la vista isometrica superior de la parte superior de transmision de

movimiento de la invencion, la cual se integra a la plataforma superior movil B del

Hexapodo.

■ La Figura 8 muestra la vista frontal de la parte superior de transmision de movimiento de la invencion, la cual se integra a la plataforma superior movil B del Hexapodo.

■ La Figura 9 muestra la vista isometrica inferior de la parte superior de transmision de

movimiento de la invencion, la cual se integra a la plataforma superior movil B del

Hexapodo.

■ La Figura 10 muestra la vista en planta inferior de la parte superior de transmision de movimiento de la invencion, la cual se integra a la plataforma superior movil B del Hexapodo.

■ La Figura 11 muestra la vista isometrica superior de las dos partes de la invencion: la parte superior de transmision de movimiento y la parte inferior fija.

■ La Figura 12 muestra la vista isometrica inferior de las dos partes de la invencion: la parte superior de transmision de movimiento y la parte inferior fija.

■ La Figura 13 muestra la vista isometrica superior de las dos partes de la invencion integradas al Hexapodo.

■ La Figura 14 muestra la vista isometrica inferior de las dos partes de la invencion integradas al Hexapodo.

■ La Figura 15 muestra la vista en planta superior de las dos partes de la invencion integradas al Hexapodo.

■ La Figura 16 muestra la vista frontal de las dos partes de la invencion integradas al Hexapodo.

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La Figura 17 muestra la vista lateral de las dos partes de la invention integradas al Hexapodo.

La Figura 18 muestra la vista seccional lateral de las dos partes de la invencion integradas al Hexapodo.

La Figura 19 muestra cuatro vistas diferentes del especimen tipo bloque, que en particular es un dispositivo de aislamiento slsmico de material elastomero.

La Figura 20 muestra el elemento de sujecion del especimen bloque y el sensor de medida de fuerza y momento en seis grados de libertad que se le incorpora.

La Figura 21 muestra el elemento de sujecion del especimen bloque, el sensor de medida de fuerza y momento en seis grados de libertad y el dispositivo de aislamiento slsmico de material elastomero incorporado.

La Figura 22 muestra la vista isometrica superior de las dos partes de la invencion, la sujecion del especimen bloque y el aislador slsmico.

La Figura 23 muestra la vista frontal de las dos partes de la invencion, la sujecion del especimen bloque y el aislador slsmico.

La Figura 24 muestra la vista isometrica inferior de las dos partes de la invencion, la sujecion del especimen bloque y el aislador slsmico.

La Figura 25 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada al Hexapodo para formar una maquina de ensayo.

La Figura 26 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo bloque y como realizar el ensayo de tension.

La Figura 27 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo bloque y como realizar el ensayo de compresion.

La Figura 28 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo bloque y como realizar el ensayo de cortante.

La Figura 29 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo bloque y como realizar el ensayo de torsion.

La Figura 30 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo bloque y como realizar el ensayo de desgaste.

La Figura 31 muestra cuatro vistas diferentes del elemento de sujecion para especlmenes tipo viga.

La Figura 32 muestra la vista isometrica superior de la sujecion tipo viga incorporada a las plataforma superior e inferior de la invencion.

La Figura 33 muestra la vista frontal de la sujecion tipo viga incorporada a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 34 muestra la vista isometrica inferior de la sujecion tipo viga incorporada a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 35 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar una maquina de ensayos tipo viga.

La Figura 36 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo viga y como realizar el ensayo de flexion simple de un especimen viga o placa.

La Figura 37 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo viga y como realizar el ensayo de flexion doble de un especimen viga o placa.

La Figura 38 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo viga y como realizar el ensayo de flexion pura de un especimen viga o placa.

La Figura 39 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo viga y como realizar el ensayo de fatiga de un especimen viga o placa.

La Figura 40 muestra cuatro vistas diferentes del elemento de sujecion para especlmenes tipo barra.

La Figura 41 muestra la vista isometrica superior de la sujecion para especlmenes barra incorporada a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 42 muestra la vista frontal de la sujecion para especlmenes barra incorporada a las partes superior e inferior de la invencion.

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La Figura 43 muestra la vista isometrica inferior de la sujecion para especlmenes barra incorporada a las partes superior e inferior de la invention.

La Figura 44 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar una maquina de ensayos tipo barra.

La Figura 45 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo barra y como realizar el ensayo de tension.

La Figura 46 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo barra y como realizar el ensayo de compresion.

La Figura 47 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo barra y como realizar el ensayo de torsion.

La Figura 48 muestra la vista frontal de la maquina inventada para ensayos tipo barra y como realizar el ensayo de fatiga.

La Figura 49 muestra cuatro vistas distintas de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque de forma cillndrica, sujecion 2.

La Figura 50 muestra cuatro ejemplos diferentes de sujeciones para especlmenes bloque no cillndricos.

La Figura 51 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion 2 de especlmenes bloque cillndricos, junto con las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 52 muestra la vista frontal de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque cillndricos (sujecion 2) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 53 muestra la vista isometrica inferior de otro ejemplo de sujecion 2 de especlmenes bloque cillndricos, junto con las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 54 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar otra maquina de ensayos tipo bloque.

La Figura 55 muestra cuatro vistas diferentes de otro ejemplo de sujecion de especlmenes tipo bloque, sujecion 3.

La Figura 56 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 3) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 57 muestra la vista frontal de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 3) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 58 muestra la vista isometrica inferior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 3) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 59 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar otra maquina de ensayos tipo bloque.

La Figura 60 muestra cuatro vistas diferentes de otro ejemplo de sujecion de especlmenes tipo bloque, sujecion 4.

La Figura 61 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 4) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 62 muestra la vista frontal de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 4) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 63 muestra la vista isometrica inferior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 4) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 64 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 4) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

La Figura 65 muestra cuatro vistas diferentes de otro ejemplo de sujecion de especlmenes tipo bloque, sujecion 5.

La Figura 66 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 5) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

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■ La Figura 67 muestra la vista frontal de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 5) incorporado a las partes superior e inferior de la invention.

■ La Figura 68 muestra la vista isometrica inferior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 5) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

■ La Figura 69 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar otra maquina de ensayos tipo bloque.

■ La Figura 70 muestra cuatro vistas diferentes de otro ejemplo de sujecion de especlmenes tipo bloque, sujecion 6.

■ La Figura 71 muestra la vista isometrica superior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 6) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

■ La Figura 72 muestra la vista frontal de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 6) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

■ La Figura 73 muestra la vista isometrica inferior de otro ejemplo de sujecion de especlmenes bloque (sujecion 6) incorporado a las partes superior e inferior de la invencion.

■ La Figura 74 muestra la vista isometrica superior de la invencion integrada con el Hexapodo para formar otra maquina de ensayos tipo bloque.

Descripcion detallada de unos ejemplos de realization

Todos los disenos ilustrados en todas las Figuras 3 - 48 se han presentado y explicado en detalle, y son ejemplos validos de como la invencion permite convertir una plataforma Stewart en una maquina de ensayos. Otros cinco ejemplos adicionales se ilustran aqul con ayuda de las Figuras 49 - 74.

Ejemplo 1 (otra forma de sujecion para especlmenes tipo bloque - sujecion 2)

En las Figuras 49, 50, 51, 52, 53 y 54 se presentan otros ejemplos de una sujecion sencilla para especlmenes bloque, referida como sujecion 2. La Figura 49 muestra un ejemplo de diseno de la sujecion 2 adecuado para especlmenes cillndricos, mientras que la Figura 50 presenta cuatro disenos mas de la sujecion 2 caracterizados por disponer de rebajes, tanto en la sujecion superior como en la inferior, con diferentes formas (45, 46, 47 y 48), para adaptarse a especlmenes no cillndricos con diferentes secciones. La sujecion 2 tiene dos partes principales para soportar especlmenes cillndricos. Cada parte esta dotada de tres pares de tornillos para integrar la sujecion 2 al resto de la invencion. La parte de soporte superior 100 esta dotada con tres pares de tornillos 102 para sujetar la parte superior del especimen a la placa triangular superior 37 de la invencion a traves de los tres pares de orificios acanalados 42. La parte de soporte inferior 101 esta dotada con similares y correspondientes tres pares de tornillos 103 para sujetar la parte inferior del especimen a la placa triangular inferior 18 de la invencion a traves de los tres pares de orificios acanalados 21. Las Figuras 51, 52 y 53 muestran tres vistas diferentes de la sujecion 2 despues de ser integrada con el resto de la invencion, junto con el aislador slsmico considerado como especimen bloque. La Figura 54 muestra el ejemplo completo de la maquina de ensayos tipo bloque de la presente invencion con el elemento de sujecion 2.

Ejemplo 2, (otra forma de sujecion para especlmenes tipo bloque - sujecion 3)

En las Figuras 55, 56, 57, 58 y 59 se presenta otro ejemplo sencillo de sujecion para especlmenes bloque, referida como sujecion 3. La Figura 55 muestra un ejemplo de diseno de la sujecion 3 que ofrece mas adaptabilidad a las configuraciones de las dimensiones exteriores de los especlmenes bloque. La parte inferior de la sujecion 3 ha sido explicada en detalle en la descripcion de las Figuras 20 y 21, mientras que la parte superior sustituye la tapa 55 para ofrecer mas capacidad para acomodar las configuraciones y dimensiones del especimen. Una pluralidad de pequenos angulos metalicos 110 sustituye la tapa 55. Cada angulo 110 tiene dos huecos 112 para ofrecer mas posibilidades de adaptacion despues de ser unidos a la placa triangular superior 37 a traves

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de los tres pares de orificios 42 usando los tres pares de tornillos 111. Las Figuras 56, 57 y 58 ofrecen tres vistas diferentes de la sujecion 3 despues de ser integrada con el resto de la invention, con el aislador slsmico 49 como especimen a ensayar, formando otro ejemplo completo de la maquina de ensayos tipo bloque de la presente invencion con un diseno alternativo de elemento de sujecion (ver Figura 59).

Ejemplo 3, (otra forma de sujecion para especimenes tipo bloque - sujecion 4)

En las Figuras 60, 61, 62, 63 y 64 se presenta otro ejemplo de una sujecion sencilla para especimenes bloque, referida como sujecion 4. La Figura 60 muestra un ejemplo de diseno alternativo de la sujecion 4 que ofrece mas adaptabilidad a las configuraciones de las dimensiones externas de los especimenes tipo bloque usando un numero menor de partes moviles de la sujecion. Esta sujecion 4 puede acomodar bloques cillndricos y prismaticos. El soporte de especimen superior 120 se fija a la placa triangular superior 37 usando tres pares de tornillos 122 en los seis orificios acanalados 42, mientras que el soporte 121 se sujeta a la placa triangular inferior 18 usando los seis tornillos 123 en los seis orificios acanalados 21. El especimen se mantiene firmemente en su lugar apretando los tres tornillos 124 y 7 en las partes superior e inferior respectivamente. El uso de pequenas ondulaciones regulares 125 y 127 ayuda a sujetar mejor el especimen bloque. Las Figuras 61, 62 y 63 muestran tres vistas diferentes de la sujecion 4 despues de ser integrada con el resto de la invencion, formando otro ejemplo completo de la maquina de ensayos tipo bloque de la presente invencion con un diseno alternativo de elemento de sujecion (ver Figura 64).

Ejemplo 4, (otra forma de sujecion para especimenes tipo bloque - sujecion 5)

En las Figuras 65, 66, 67, 68 y 69 se presenta otro ejemplo de una sujecion para especimenes bloque, referida como sujecion 5. La Figura 65 muestra un ejemplo de diseno alternativo de la sujecion 5 que ofrece mas adaptabilidad a las configuraciones de las dimensiones externas de los especimenes tipo bloque usando elementos adicionales para la sujecion del especimen. Esta sujecion 5 puede acomodar bloques cillndricos y prismaticos, con secciones transversales de forma cuadrada, rectangular o poligonal con seis lados.

El soporte de especimen superior 130 se fija a la placa triangular superior 37 usando tres pares de tornillos 122 en los seis orificios acanalados 42, mientras que el soporte inferior 131 se sujeta a la placa triangular inferior 18 usando los seis tornillos 133 en los seis orificios acanalados 21. El especimen se mantiene firmemente en su lugar apretando los tres tornillos 124 y 126 en las partes superior e inferior respectivamente. El uso de pequenas ondulaciones regulares 125 y 126 ayuda a sujetar mejor el especimen bloque. Las Figuras 66, 67 y 68 muestran tres vistas diferentes de la sujecion 4 despues de ser integrada con el resto de la invencion, formando otro ejemplo completo de la maquina de ensayos tipo bloque de la presente invencion con un diseno alternativo de elemento de sujecion (ver Figura 69).

Ejemplo 5, (otra forma de sujecion para especimenes tipo bloque - sujecion 6)

En las Figuras 70, 71, 72, 73 y 74 se presenta otro ejemplo de una sujecion para especimenes bloque, referida como sujecion 6. La Figura 70 muestra un ejemplo de diseno alternativo de la sujecion 6 que ofrece mas adaptabilidad a las configuraciones de las dimensiones externas de los especimenes tipo bloque usando tornillos adicionales de fijacion, con pivotes 135, para el especimen. Esta sujecion 6 puede acomodar bloques cillndricos y prismaticos, con secciones transversales de forma cuadrada, rectangular o poligonal con multiples lados.

El soporte de especimen superior 130 se fija a la placa triangular 37 usando tres pares de tornillos 122 en los seis orificios acanalados 42, mientras que el soporte inferior 131 se sujeta a la placa triangular inferior 18 usando los seis tornillos 133 en los seis orificios acanalados 21. El especimen se mantiene firmemente en su lugar apretando los tres tornillos 124 y 126 en las partes superior e inferior respectivamente. El uso de pequenas ondulaciones regulares 125 y 127 ayuda a sujetar

mejor el especimen bloque. Las Figuras 71, 72 y 73 muestran tres vistas diferentes de la sujecion 4 despues de ser integrada con el resto de la invencion, formando otro ejemplo completo de la maquina de ensayos tipo bloque de la presente invencion con un diseno alternativo de elemento de sujecion (ver Figura 74).

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Claims (21)

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   REIVINDICACIONES

   1. Un dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart (Hexapodo) de las que presentan una plataforma superior movil (B) y una plataforma inferior fija (A), caracterizado por el hecho que comprende:

   a) Una placa superior (30) y una placa inferior (31) que forman un sandwich rlgido con la plataforma superior movil (B) del Hexapodo de modo que dicho sandwich es capaz de desplazarse y rotar solidariamente con dicha plataforma superior movil (B).

   b) Al menos dos ejes roscados (34) que pasan a traves de dichas placas superior e inferior (30, 31) del sandwich y que estan conectados rlgidamente a las placas superior e inferior (30, 31) de modo que se transmiten exactamente sus desplazamientos y rotaciones.

   c) Unos medios de fijacion superiores que se conectan firmemente a dichos al menos dos ejes roscados de modo que se reciben exactamente en dichos medios de fijacion superiores los movimientos y rotaciones de dichos ejes roscados.

   d) Al menos tres elementos de soporte (11), los cuales estan soportados directamente por dicha plataforma inferior fija (A) del Hexapodo.

   e) Al menos tres limitadores (12) que estan sujetos firmemente de forma correspondiente a los extremos exteriores de los al menos tres elementos de soporte (11), tal que se impide que dichos elementos de soporte (11) tengan cualquier movimiento horizontal plano o de rotacion alrededor de cualquier eje vertical.

   f) Al menos dos pares de tornillos roscados (16) para conectar los limitadores (12) a la plataforma inferior fija (A) del Hexapodo, tal que se impide que los elementos de soporte (11) tengan cualquier movimiento vertical o de rotacion alrededor de cualquier eje horizontal.

   g) Unos medios de fijacion inferiores que estan soportados directamente por dichos elementos de soporte (11) y estan ajustados firmemente entre si.

   h) Unos medios de sujecion superiores para la parte superior de un especimen a ensayar, estando vinculados dicho medios de sujecion superiores directa y firmemente a los medios de fijacion superiores de modo que se adquiere exactamente el movimiento y/o rotacion de los medios de fijacion superiores.

   i) Unos medios de sujecion inferiores para la parte inferior del especimen a ensayar, estando sujeto dichos medios de sujecion inferiores directa y firmemente a los medios de fijacion inferiores de modo que se adquiere exactamente el movimiento y/o rotacion de los medios de fijacion inferiores.
2. 2. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de fijacion superiores comprenden una placa triangular superior (37).
3. 3. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 2, caracterizado por el hecho de que dicha placa triangular superior (37) presenta una pluralidad de orificios (38, 40, 41, 42, 43, 44).
4. 4. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de fijacion superiores comprenden una placa triangular inferior (18).
5. 5. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 4, caracterizado por el hecho de que dicha placa triangular inferior (18) presenta una pluralidad de orificios (19, 20, 21,22).
6. 6. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden una tapa (55) asociable a la parte superior de un especimen tipo bloque a ensayar.
7. 7. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion inferiores comprenden una

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   pluralidad de elementos de soporte (61) vinculados correspondientemente a una pluralidad de elementos adicionales de soporte (64), siendo dichos medios elementos de soporte (61) y dichos elementos adicionales de soporte (64) asociables a la parte inferior de un especimen tipo bloque a ensayar.
8. 8. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden una parte de soporte superior (100), en el que dicha parte de soporte superior (100) presenta un rebaje (45, 46, 47, 48) encajable a la parte superior de un especimen tipo bloque a ensayar.
9. 9. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion inferiores comprenden una parte de soporte inferior (101), en el que dicha parte de soporte inferior (101) presenta un rebaje (45, 46, 47, 48) encajable a la parte inferior de un especimen tipo bloque a ensayar.
10. 10. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden una pluralidad de angulos (110).
11. 11. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden un soporte de especimen superior (120) de forma anular provisto de al menos un tornillo de apriete (124) dispuesto radialmente respecto a dicho soporte de especimen superior (120), en el que dicho tornillo de apriete (124) esta dotada con al menos una porcion de ondulaciones regulares (125) en contacto con el especimen tipo bloque a ensayar.
12. 12. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion inferiores comprenden un soporte de especimen inferior (121) de forma anular provisto de al menos un tornillo de apriete (126) dispuesto radialmente respecto a dicho soporte de especimen inferior (121), en el que dicho tornillo de apriete (126) esta dotada con al menos una porcion de ondulaciones regulares (127) en contacto con el especimen tipo bloque a ensayar.
13. 13. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun las reivindicaciones 11 y 12, caracterizado por presentar un pivote (135) entre dicho tornillo de apriete (124, 126) y dicha porcion de ondulaciones regulares (125, 127).
14. 14. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden al menos una unidad de aplicacion de carga (81) y una placa superior principal (70), estando dotada dicha placa superior principal (70) de al menos un canal (83) tal que dicha unidad de aplicacion de carga (81) es deslizable a lo largo de dicho canal (83).
15. 15. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion inferiores comprenden al menos dos unidades de soporte (77) y una placa inferior principal (71), estando dotada dicha placa inferior principal (71) de al menos un canal (79) tal que dicha unidad de soporte (77) es deslizable a lo largo de dicho canal (79).
16. 16. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion superiores comprenden un miembro de soporte superior (87) de configuration cillndrica hueca que presenta un roscado en su cara exterior y un alojamiento (90) susceptible de recibir un especimen de tipo barra a ensayar, habiendose provisto una tuerca (92) enroscable en el roscado de dicho miembro de soporte superior (87).
17. 17. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 16, caracterizado por el hecho de que dicho miembro de soporte superior (87) presenta una pluralidad de acanaladuras (91) dispuestas al menos parcialmente a lo largo de su longitud.
18. 18. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que dichos medios de sujecion inferiores comprenden un miembro de soporte inferior (88) de configuracion cillndrica hueca que presenta un roscado

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    en su cara exterior y un alojamiento (94) susceptible de recibir un especimen de tipo barra a ensayar, habiendose provisto una tuerca (96) enroscable en el roscado de dicho miembro de soporte inferior (88).
19. 19. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 18, caracterizado por el hecho de que dicho miembro de soporte inferior (88) presenta una pluralidad de acanaladuras (95) dispuestas al menos parcialmente a lo largo de su longitud.
20. 20. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de presentar un sensor (57) de fuerza/momento entre dichos medios de fijacion superiores y dichos medios de sujecion superiores, siendo capaz el sensor (57) de medir las cargas y/o los momentos aplicados al especimen a ensayar.
21. 21. Dispositivo mecanico acoplable en una plataforma tipo Stewart segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de presentar un sensor (57) de fuerza/momento entre dichos medios de fijacion inferiores y dichos medios de sujecion inferiores, siendo capaz el sensor (57) de medir las cargas y/o los momentos aplicados al especimen a ensayar.