Desarrollo de una maquina lanzadora de pelotas para entrenamiento de velocidad de anticipación en deportes de combate

Abstract

En este trabajo de investigación se presenta el diseño y desarrollo de una máquina lanzadora de pelotas utilizando la metodología V. La máquina está destinada a automatizar uno de los ejercicios más comunes en las artes marciales para desarrollar la velocidad de anticipación. Se tomaron muestras de diferentes atletas realizando el ejercicio para determinar las necesidades de respuesta de la máquina. Posteriormente, se conceptualizó el diseño basado en los movimientos necesarios y las diferentes formas de resolverlos. Se propuso la idea de un lanzador con movimiento horizontal y vertical, así como la velocidad de la pelota. Se estimaron las medidas basadas en las tendencias de proporción humana y elementos comerciales como la pelota, ruedas, motores, trenes de engranajes, entre otros. Una vez que el boceto estaba claro, se modeló el sistema utilizando software CAD. Luego se hicieron cálculos de los requisitos de los actuadores para cumplir con las necesidades establecidas en la primera etapa. En base a estos requisitos, se seleccionaron actuadores disponibles en el mercado junto con sus respectivos módulos de funcionamiento. Se eligió el material de construcción y se realizó el ensamblaje respectivo, dando propiedades físicas al modelo CAD. Se calcularon las dimensiones físicas de las partes y se realizó un análisis estructural de las mismas, haciendo los ajustes necesarios para que las partes puedan soportar las cargas estáticas y dinámicas del sistema. Se construyeron los diferentes subsistemas y se realizaron las pruebas correspondientes. Una vez validados los subsistemas mecánicos, se realizó el ensamblaje general y se montó el sistema de seguimiento. Se realizó la calibración con el sistema mecánico y se probó el sistema de seguimiento con un láser, permitiendo comparar el seguimiento en tiempo real con el modelo generado y la posición real de la parte del cuerpo que se está siguiendo. Se implementó una interfaz de usuario donde se puede seleccionar la aleatoriedad de la velocidad y los tiempos de lanzamiento, y se realiza un seguimiento de los lanzamientos para verificar que correspondan a lo solicitado. Esto completó la validación total del sistema. Con el modelo funcional, se observaron posibles mejoras y factores que afectan el rendimiento de la máquina. La máquina lanzadora propuesta permite la variación en la trayectoria, velocidad, frecuencia y aleatoriedad de los lanzamientos de la pelota, personalizando así la acción de activación en el entrenamiento del atleta. Además, la máquina proporciona una solución de optimización de entrenamiento al automatizar un ejercicio que, en condiciones normales, puede ser monótono e ineficaz dependiendo de la experiencia del compañero de entrenamiento disponible o la falta de este. Además, la máquina permite horarios y tiempos de entrenamiento personalizados, ya que el atleta puede entrenar por su cuenta.