Una leva es una pieza giro o deslizamiento en una articulación mecánica se utiliza especialmente en la transformación de un movimiento rotativo en movimiento lineal , o viceversa. [ 1 ] [ 2 ] A menudo es una parte de una rueda giratoria ( por ejemplo, una rueda excéntrica ) o el eje (por ejemplo, un cilindro con una forma irregular ) que golpea una palanca en uno o más puntos en su trayectoria circular . La leva puede ser un diente simple, como se utiliza para entregar pulsos de energía a un martillo de vapor , por ejemplo, o un disco excéntrico u otra forma que produce un movimiento alternativo suave ( ida y vuelta ) de movimiento en el seguidor , que es una palanca hacer contacto con la leva .

1. MARCO TEÓRICO
Reuleaux define unmecanismocomouna “combinación decuerposresistentes conectados
pormedio dearticulacionesmóvilespara formaruna cadena cinemática cerradacon un eslabónfijo,
y cuyo propósito es transformar el movimiento”.
Paraque unmecanismoseaútil,losmovimientosentre loseslabonesnopuedensercompletamente
arbitrarios,éstostambiéndebenrestringirseparaproducirmovimientosrelativos “adecuados”,los
que determine el diseñador para el trabajo particular que se deba desarrollar. Estos movimientos
relativosdeseadosse obtienenmediantelaeleccióncorrectadel númerodeeslabonesyde lostipos
de articulaciones utilizados para conectarlos.
Lo anterior,conllevaaque ademásde lasdistanciasentre articulacionessucesivas,lanaturalezade
ellasylosmovimientosrelativosque permitanseanesencialesparadeterminarlacinemáticade un
mecanismo, por tal razón es vital que se examine en forma minuciosa la naturaleza de las
articulaciones, en términos generales y en forma particular.
Se le llama“mecanismo plano”a aquel enel que todas laspartículas describencurvasplanasenel
espacioytodas éstasse encuentranenplanosparalelos;enotraspalabras,loslugaresgeométricos
de todos los puntos son curvas planas paralelas a un solo plano común. Esta característica hace
posible que el lugar geométrico de cualquier punto elegidode un mecanismo planose represente
con su verdadero tamaño y forma real, en un solo dibujo o una figura. La transformación del
movimientode cualquiermecanismode estaíndole se llamacoplanar.El eslabonamientoplanode
cuatro barras, la leva de placa y su seguidor, y el mecanismo de corredera-manivela son ejemplos
muy conocidos de mecanismos planos.
De acuerdo a lo anterior el mecanismo desarrollado en este trabajo, conocido como “Mecanismo
de Klann” es un mecanismo plano, el cual dentro del ámbito es mejor conocido por su
implementación en los drones que asemejan a las “arañas”, siendo este mecanismo el que se
empleé como las “patas” de la araña.
Una de las primeraspreocupaciones,yaseaenel diseñoo análisisde unmecanismo,esel número
de grados de libertad, conocido también como movilidad del dispositivo. La movilidad de un
mecanismoesel númerode parámetrosde entradaque se debencontrolarindependientemente,
con el fin de llevar al dispositivo a una posición en particular.
Para desarrollar esta relación considérese que, antes de conectarse entre sí, cada eslabón de un
mecanismo plano posee tres grados de libertad cuando se mueven en relación al eslabónfijo. Por
consiguiente,sincontareste último,unmecanismoplanode n eslabonesposee 3(n – 1) gradosde
libertadantesde conectar cualquierade las articulaciones.Si se conecta un par con dos gradosde
libertad, se proporcione una restricción. Cuando las restricciones de todas las articulaciones se
restan del total de grados de libertad de los eslabones no conectados, se encuentra la movilidad
resultante delmecanismoconectado. Se utilizaj1paradenotarel númerode pares de unsologrado
de libertad yj2para el númerode parescondosgradosde libertad,lamovilidadresultante mde un
mecanismo plano de n eslabones está dada por
m = 3(n-1) – 2(j1)-(j2)

2. Lo anterior se conoce como el criterio de Kutzbach para la movilidad de un mecanismo plano.
Si el criterio de Kutzbach es m > 0, el mecanismo posee m grados de libertad.
Si m = 1, el mecanismo se puede impulsar con un solo movimiento de entrada.
Si m= 2, entoncesse necesitandosmovimientosdeentradaseparadosparaproducirelmovimiento
restringido del mecanismo.
Si m = 0, el movimiento es imposible y por lo tanto el mecanismo forma una estructura.
Si el criterioproduce m=-1 o menos,entonces,hayrestriccionesredundantesenlacadenayforma
una cadena estáticamente indeterminada.

3. INTRODUCCIÓN
Joseph Klann desarrolló un sofisticado mecanismo de seis barras el cual puede simular el
movimiento realizado por ciertos animales en sus extremidades al momento de desplazarse. Para
el desarrollo de dichomecanismo, al cual conoceremos como “Mecanismo de Klann”, Klanntomó
como base el mecanismode cuatrobarras desarrolladoporBurmester,paraunagrúade puertoen
donde las ruedas de la grúa eran reemplazadas por dos barras las cuales provocaban el
desplazamiento.
El mecanismo desarrollado en este proyecto, es el “Mecanismo de Klann”, el cual se conforma de
un marco, una manivela,dosacopladoresydos balancinesconectadosatierra,todosestos unidos
mediante un pivote, cuya funciónes convertir el movimiento rotacional en movimiento lineal. Así
mismo, el mecanismo incluye un bastidor, el cual puede soportar movimientos simultáneos y por
consiguiente es posible conectarlo axialmente con otro mecanismo de Klann, para que con esto
podamoslograrsimularel movimientode algúnanimal,enespecialse simulanlosmovimientosde
los artrópodos.
En el movimiento descrito por este mecanismo existe una región lineal en la cual el apoyo se
encuentraen el punto más bajo posible,caracterizándose porunmayor desplazamientoenforma
vertical en comparación al realizado en forma horizontal. En ocasiones, la relación entre los
movimientos vertical y horizontal da lugar a una reducción significativa de la sensación estética.
Fig 1. Movimiento descrito por el mecanismo de Klann
La velocidad del punto final del mecanismo está en función del ánguloestablecido en la manivela
cuando la rotaciónse mantiene constante yes medidoensentidoanti-horariodesde lahorizontal;
la velocidadmáximase produce cuandoel apoyobajapara realizarel siguiente paso,dandolugara
el efectode marcha,mientrasque lavelocidadmínimase producetantoenel comienzocomoenel
final de la “zancada”.

4. Fig.2 Posiciones descritas por el mecanismo de Klann

5. Introducción
A lolargo de la historiade lahumanidad,lanecesidadde satisfacersusdemandasel hombre ha
inventado.Desarrollado ymejoradounaserie de mecanismosque le permitancubrirdichas
demandas.Empezandopordispositivostansencillosperoefectivosyperdurablesbasadosenla
cuña, polea,rueda,etc.hastamaquinasmuysofisticasyde gran tamaño.
Perohay algoque ha perduradodesde sucreaciónhastaestosdías y esque su esencianoha
cambiado,siguensiendomecanismos.
Con base enestacaracterística podemosentenderlosmecanismosde lossiglospasados,através
losde los de estaépoca y así tenerunestudioy conocimientomáspróximoparaposteriormente
desarrollarlosque seránutilizadosenunfuturo.
Peropara hablar de un mecanismodebemosdefinirsuscaracterísticas,así comolosprincipiosde
funcionamientoyanálisisque losrigen.
Los mecanismossonanalizadosbajolosprincipiosyconceptosde laMecánica,unacienciaque es
pertenecienteala Físicaque se encargade estudiarlosestadosde movimientode loscuerposy
lasfuerzasimplicadasenestosfenómenos. Asímismo, sonunconjuntode elementosarticulados
de tal formaque transmitanfuerzade un elementode entradaaotro de salidapara producirun
trabajoy por consecuenciamovimiento.Cuandoexisteunconjuntode mecanismointeractuando,
se tienenconfiguracionesde mecanismosconocidascomomáquinas.
Un mecanismoestáconformadoporun conjuntode elementosconocidoscomoeslabones,pero
unode ellosporregladebe estarfijo.Estoseslabonesestánunidosporjuntasosemi-juntas
formandoconjuntosllamadoscadenascinemáticasabiertasocerradas.
Una cadena cinemáticaabiertaesaquellaque suúltimoeslabónnoestáfijo,mientrasque enuna
cerrada si lo está.
Comoya se había mencionadouneslabónesunelementocomponentede unmecanismo,posee
por si soloal menostresgradosde libertady dosnodoscomo mínimo.
Un nodo esel puntode uniónde dos elementosyel ordende uneslabónestádadopor número
de nodosque tiene.
Las juntaso semi-juntassonlasuniones entre doselementos,loque nospermitediferenciarlases
que lasjuntaspermitenungradode libertadmientrasque lassemi-juntaspermitencomomínimo
dos.Tambiénse conocencomo juntasde ordeninferior(juntas) yde ordensuperior(semi-juntas).
A continuacióndefiniremoslostiposycaracterísticasde eslabonesque podemosencontrar:
- Tierra: Elementofijo.
- Manivela:Eslabónque puede girarhasta360°.
- Biela: Cuerpoque experimentaunmovimientocomplejoynoesta fijo.
- Seguidor:Eslabónque estásujetoa la manivela.
- Balancín:Elementoque presentaunmovimientode oscilación.

6. Los grados de libertadde sonlasvariablesindependientesnecesariasparadefinirlaorientaciónde
un cuerpo.
Desigualdad de Grashof
Para sabersi unmecanismocontiene unamanivelase utilizael criterioodesigualdad de Grashof,
el cual soloesaplicable amecanismosde cuatrobarras.
L1 + L4 < L2 +L3

7. Conclusiones
Como ya se mencionó anteriormente los mecanismos son la solución a la necesidad
de transferir una fuerza de un elemento a otro para producir un movimiento.
Para que dicha necesidad sea cumplida exitosamente se han desarrollado
herramientas teóricas que permiten tener una perspectiva más detallada sobre el
comportamiento de los mecanismos, así siendo más fácil realizar un estudio más
profundo y contundente.
Se pudo observar que el mecanismo analizado en este trabajo es de cadena abierta
porque el elemento más distal a la tierra (acoplador mayor) no está conectado a
esta. También se comprobó que cuenta con un grado de libertad (mecanismo
desmodrómico) ya que de forma analítica con la ecuación propuesta por Grübler-
Kutzbach se obtuvo como resultado final 1. Esta ecuación no fallo debido a que no
se presentaron singularidades de simetría, paralelismo, serialidad o concurrencia,
sin embargo, el método analítico no fue el único criterio que nos permitió comprobar
lo antes dicho ya que también de forma física se pudo constatar que con solo darle
vuelta a la manivela los demás componentes del mecanismo realizan su movimiento
libre y dependiente a los demás. Los movimientos que más notorios que se
presentan en los elementos del mecanismo son rotacionales es por ello que se
consideran juntas completas con excepción del acoplador mayor ya que este en su
parte superior presenta una rotación y en su parte inferior presenta un deslizamiento
con respecto al suelo lo cual provoca un movimiento lineal y por tanto el
desplazamiento. Los cierres que existen entre las articulaciones son cierres por
forma debido a que las piezas son unidad por pernos.
Para la construcción de este mecanismo es muy importante tener en cuenta la forma
en la que se ensamblaran las piezas porque si se pone una pieza antes que la otra
(por debajo y no por encima) se puede presentar que este no funcione como lo

8. esperado debido a que las piezas chocan entre si y no permiten el funcionamiento
más que en forma parcial o en su caso más extremo que este no funcione. También
es importante elegir de manera adecuada el tamaño y forma de los pernos que se
ocuparan para unir las piezas porque sin son muy grandes es probable que estorben
a otras piezas y estas no se desplacen y sin son muy gruesos, rugosos o aprietan
mucho a la pieza no se moverá bien.
Ricardez Reyes Carlos Gerardo