TRIZ

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Se desea construir un dispositivo o módulo acoplable a una bicicleta montañera ya sea de rin 26´´ o 29´´, que genera una potencia eléctrica entre los 50 y los 400 vatios, que pueda ser armado por el usuario y a su vez transportado en la misma bicicleta con facilidad.

ESTADO IDEAL

Generar la mayor potencia eléctrica posible a partir de una cadencia soportable por una persona en una bicicleta convencional, con la adaptación de un equipo transportado en la misma y con un bajo costo.  

Idealidad  =  #Funciones Positivas / # Funciones Negativas

En el diagrama de relaciones entre los elementos del sistema, cada flecha verde significa una función positiva, mientras que las rojas significan las negativas.

Se puede apreciar que:

Idealidad  =  9/12

EXTRACCIÓN DE CONFLICTOS

Conflictos Evidentes

·         Consumo de energía humana.

·         Cansancio del operador.

·         Mantener una cadencia continua.

·         Proporcionar una potencia eléctrica constante.

Conflictos Inherentes

·         Tiempo de ensamblaje del dispositivo.

·         Que el dispositivo pueda adaptarse a tantos tipos y tamaños de cuadros de bicicletas.

·         Dispositivo genere mucho ruido al funcionar.

Contradicciones Técnicas

Ø  Permitir una mayor cadencia sin requerir mayor energía humana.

Ø  Dispositivo ensamblable sin aumentar el tiempo de instalación.

Ø  Proporcionar mayor potencia eléctrica sin requerir mayor cadencia.

Ø  Brindar una mayor estabilidad al usuario en la bicicleta sin comprometer el peso.

Ø  Entregar una potencia eléctrica continua con una cadencia variable.

Ø  Mayor durabilidad del equipo sin aumentar el peso.

Ø  Mayor facilidad de transporte y mejorar la estabilidad.

Ø   Proporcionar mayor potencia eléctrica sin comprometer las dimensiones y el peso del equipo.

Ø  Proporcionar mayor potencia eléctrica sin generar mayor ruido.

Soluciones a Partir de la Matriz de Contradicciones

1.      Incluir un volante de inercia en la entrada del generador para facilitar la cadencia constante sin requerir mayor energía humana, algo similar a una bicicleta de spinning que después de alcanzar cierta velocidad en la rueda, la misma, por simple inercia ayuda al pedaleo. En pocas palabras aumentar la energía cinética.

2.   Usar materiales de baja densidad y alta resistencia, como el aluminio o materiales compuestos, para reducir el peso y aumentar la durabilidad del equipo.

3.   Para poder entregar una potencia eléctrica continua aún cuando el usuario haga uso del equipo en intervalos (cadencia variable), la salida del generador irá a una batería y la misma a su vez, brindará la salida de potencia.

4.  Para proporcionar una mayor potencia eléctrica sin requerir que el usuario tenga que pedalear exhaustivamente (alta cadencia), se puede colocar una caja aumentadora de velocidad en la entrada del generador.

5.   Colocar unos asientos o soportes de goma o caucho para tener mayor fricción con el suelo, aparte de evitar las vibraciones y disminuir el ruido, brindar mayor estabilidad.

6.  Módulo con tubos en forma telescópica, para optimizar el espacio ocupado al estar desarmado y facilitar el transporte, aparte de reducir el tiempo y la dificultad de instalación.

7.     Usar un generador con alguna carcasa hecha de un material plástico (bajo peso) que a aparte de servir como protección, funcione como aislante para atrapar el ruido, aparte de usar rodamientos lubricados para disminuir la fricción y mismo ruido.

8.   Usar dos generadores en paralelo para facilitar el transporte ya que serían más pequeños y podrían desacoplarse o incluso usar uno sólo ya sea la necesidad y capacidad de la persona.

9.    Que el modulo sea ensamblable con sujetadores y tornillos con cabezales específicos para ser ajustados manualmente de manera fácil rápida y segura. Un ejemplo sería el propio sistema con que se acoplan los rines de las bicicletas montañeras al marco, que pueden ser removidos y ajustados manualmente sin la necesidad de ninguna herramienta.