PROYECTO FINAL: MODELO FUNCIONAL DE SILLA CON LEVANTAMIENTO

VERTICAL

PRESENTADO POR:

Jairo Alberto Puertas Vacca

Andrés Felipe Suarez Mora

Viviana Stephany Galán Quintero

FUNDACIÒN UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ

Facultad de Matemáticos e Ingenierías

Programa Ingeniería industrial

Bogotá D.C.

Mayo de 2014

MODELO FUNCIONAL DE SILLA CON LEVANTAMIENTO VERTICAL

DIRIGIDO A:

Manuel Orlando Hernández

FUNDACIÒN UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ

Facultad de Matemáticos e Ingenierías

Programa Ingeniería industrial

Bogotá D.C.

Mayo de 2014

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION

CAPITULO 1

1. TITULO DEL PROYECTO 1

1.1 DESCRIPCION DEL PROBLEMA 5

1.1.1 Definición del problema y planteamiento del problema 6

1.2 JUSTIFICACION 5

1.3 OBJETIVOS 53

1.4 OBJETIVO GENERAL 5

1.4.1 Objetivos específicos 6

CAPITULO 2

2. MARCO TEORICO 4

2.1 Antecedentes 5

2.1.1 Silla con levantamiento vertical 6

2.2 SILLA CON LEVANTAMIENTO VERTICAL

2.2.1 Juego de instrucciones y programación

2.2.2 Programación del pic

2.2.3 Programadores

2.2.4 Depuradores Integrados

2.2.5 Emuladores

2.2.6 Características

2.3 Conceptos clave 5

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CAPITULO 3

3. PROCESOS DE ELABORACIÒN 4

3.1 Procesos mecánicos 5

3.2 Procesos eléctricos 5

3.3 Metodología de elaboración 5

REFERENCIAS, ANEXOS Y CITAS

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INTRODUCCION

En el presente trabajo-proyecto se contempla la posibilidad de

generar una herramienta facilitadora de movimiento y transferencia a una persona que se le

dificulte la acción de levantarse de forma independiente de una silla a su caminador y viceversa,

con el fin de evitar lesiones posibles lesiones a los pacientes con limitaciones de movilidad; la

necesidad de crear esta herramienta nace de evitar cifras significativas de accidentes en los

hospitales geriátricos por causa de malos apoyos al momento de ejercer fuerza de levantamiento

del paciente, lo que ocasiona perdida del equilibrio por parte de la persona que ejerce la fuerza de

levantamiento al paciente.

Se considera importante saber cómo podemos ayudar a otra persona

a moverse cuando ésta no puede hacerlo de manera independiente. A veces utilizamos la fuerza,

pensando en que cuanto más rápido lo hagamos mejores resultados obtendremos o también como

único recurso. Pero resulta que si respetamos unas mínimas normas, y procuramos pensar en el

bienestar de la persona en situación de discapacidad, las movilizaciones y transferencias saldrán

mejor y además evitaremos lesiones en nuestro cuerpo y en el de la persona que queremos

movilizar.

Empezaremos por definir las situaciones generales que conllevan a

una persona al ejercicio de movilización y/o transferencia. Las movilizaciones son movimientos

que se realizan sobre una misma superficie implicando cambios de posición o de situación; por

ejemplo: girarse en la cama. Las transferencias en cambio, se realizan de una superficie a otra,

como por ejemplo los movimientos de la silla al caminador y del caminador al baño.

Cabe resaltar la importancia de ergonomía en el proyecto que busca

ser de gran utilidad para personas con movilidad reducida; en lo que concierne a las sillas, estas

nos permiten evitar lesiones de tipo lumbar y contribuyendo como elemento de apoyo en rodillas

y toda su parte cervical, esto conlleva a pensar que en nuestro proyecto debamos tener unas

mínimas normas de diseño ergonómico en especial si se habla con personas con limitaciones de

movilidad.

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Nuestra silla tendrá como función principal el levantar de manera

adecuada al paciente sin que esto genere lesiones en su parte cervical y posteriores caídas por el

peso del paciente, cuando se encuentre en posición para iniciar su transferencia, es decir el paso

de la silla al caminador; también tendrá como función generar reversión de la posición, cervical a

la posición inicial, es decir pasar de caminador a estar sentado. Los apoyos en brazos y pies

estratégicamente ubicados serán parte fundamental en los cambios de posiciones ya que estos

tendrán doble función, la primera será brindar total comodidad, y la segunda brindará confianza

que el paciente necesita en el momento en que empiece a experimentar la sensación de ser puesto

de pie por nuestra silla sin sensación alguna de resbalamiento ni caída.

El objetivo de este proyecto es brindar la posibilidad a una persona

con mínima libertad de movimiento de levantarse con total seguridad; este tipo de productos

ayuda a mejorar la calidad de vida de las personas de la tercera edad, disminuyendo la

dependencia que se tiene con otras personas para llevar una vida más autónoma e independiente

como normalmente lo hacían antes de que sus músculos perdieran fuerza a causa del

envejecimiento natural.

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CAPITULO 1

1. TITULO DEL PROBLEMA

MODELO FUNCIONAL DE SILLA CON LEVANTAMIENTO

VERTICAL.

1.1. DESCRIPCION DEL PROBLEMA

1.1.1. Definición del problema y planteamiento del problema

Desde siempre, se ha visto la necesidad de ayudar a las personas de

la tercera edad a ponerse de pie para poder así movilizarse a realizar sus diferentes actividades

diarias como las de un ser humano normal, sin embargo, la fuerza con el paso de los años va

disminuyendo y se hace necesario el requerimiento de enfermeras(os), amigos y/o familiares que

sirvan de apoyo en los procesos de levantamiento, sentado y acostado de dichas personas; en

nuestro caso nos vamos a enfocar únicamente en el levantamiento y sentado de las mismas; es

necesario así, crear una silla con funcionalidades de levantamiento y retroceso de la misma

actividad soportando el peso de una persona cuando ésta lo requiera; en el mercado actual se

tiene conocimiento de sillas con cojín de glúteo con la misma finalidad pero sin resultados

óptimos, el objetivo entonces es crear dicha silla con dichas funcionalidades PERO que además

pueda brindarle total seguridad y confianza al usuario sin caídas ni malas posiciones dentro del

proceso de los dos procesos.

1.2. JUSTIFICACION

La elaboración del modelo funcional de una silla con levantamiento

vertical tiene un enfoque centrado totalmente en la necesidad de las personas de la tercera edad

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brindándoles la posibilidad de ser más independientes. Como primicia y para hacer posible la

creación de nuestra silla, se da aplicación a los conceptos adquiridos en el transcurso de la

carrera como Ingenieros industriales teniendo un enfoque obviamente en los conocimientos

adquiridos en la materia de Estática y dinámica ya que este proyecto es requerido para la misma;

teniendo como base la investigación para poderla manejar correctamente y de esta misma forma

poder entender los conocimientos adquiridos y poderles dar una aplicación y resultados óptimos;

proporcionando así espacios y aplicaciones nuevas en las formas de tecnología que favorezcan

nuestros nicho de mercado y reten cada vez más a las nuevas generaciones.

Cabe resaltarse que aunque nos enfocamos en un nicho específico

de mercado, este modelo funcional se encuentra a disposición de todo tipo de usuario, es decir,

su uso principal es brindar total apoyo en el levantamiento de las personas con dificultades de

movilidad pero también es útil para cualquier tipo de usuario.

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. OBJETIVO GENERAL

Diseñar y construir un modelo funcional de una silla con levantamiento vertical realmente

innovadora y útil en nuestro nicho de mercado; con la cual brindemos calidad a total satisfacción,

ergonomía, diversidad en diseños y economía para no dificultar su adquisición ya que nuestro

principal propósito es mejorar la calidad de vida de todos nuestros usuarios.

1.3.2. OBJETIVOS ESPECÌFICOS

Generar una propuesta innovadora basándonos en investigaciones profundizadas sobre

prototipos parecidos ya existentes.

Hacer los respectivos bocetos y planos para el diseño del modelo funcional de la silla con

levantamiento vertical.

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Aplicar los conocimientos adquiridos en la formación del curso, evidenciando desde

equilibrio y cinemática en partículas hasta cuerpos rígidos y mecanismos, durante el

desarrollo de este proyecto.

Crear un prototipo de la silla con levantamiento vertical totalmente funcional y óptimo

capaz de suplir a satisfacción las necesidades de nuestros usuarios.

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CAPITULO 2

2. MARCO TEORICO

ERGONOMÌA:

El término ergonomía proviene de un vocablo griego y hace

referencia al estudio de los datos biológicos y tecnológicos que permiten la adaptación entre el

hombre y las máquinas o los objetos. La ergonomía por lo tanto, analiza la interacción entre el

ser humano y otros elementos de un sistema con el objetivo de promover el bienestar humano y

el rendimiento del sistema. La ergonomía se propone que las personas y la tecnología funcionen

en armonía. Para esto se dedica al diseño de puestos de trabajo, herramientas y utensilios que,

gracias a sus características, logren satisfacer las necesidades humanas y suplir sus limitaciones.

Esta disciplina, por lo tanto, permite evitar o reducir las lesiones y enfermedades del hombre

vinculadas al uso de la tecnología y de entornos artificiales.

Un objeto ergonómico es aquel que ofrece comodidad para el

usuario, eficiencia y buen nivel de productividad. Por ejemplo: hay personas que pasan muchas

horas diarias sentadas frente a una computadora por motivos de trabajo. La ergonomía se encarga

de diseñar sillas específicas para esta tarea y busca adaptar ciertos elementos (como el teclado)

para mayor comodidad del usuario. Sin la aplicación de técnicas ergonómicas en estos objetos, es

posible que la persona sufra de dolores de espalda y en las articulaciones, entre otros; en éste

caso se plantea una silla que ayude a personas de la tercera edad a ponerse de pie y sentarse

cuando ellos lo quieran evitándose así las mismas lesiones de espalda, columna, articulaciones y

dolorosas y/o desastrosas caídas.

En el caso de todos aquellos dispositivos que son utilizados por las

personas con problemas de discapacidad física o movilidad, la ergonomía tiene en cuenta toda

una serie de elementos para conseguir que los citados sean lo más cómodos, eficaces y efectivos

para dichos individuos. Así, por ejemplo, en las sillas de ruedas se cuidan detalles tan

importantes como la altura del asiento así como su inclinación, la anchura o la distancia que

existe entre el reposapiés y el citado asiento.

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Por su parte, la ergonomía, se encarga de cuidar al milímetro todo

lo relacionado con la comodidad de las sillas, el ruido, la altura de la superficie de trabajo con

respecto a la altura del codo para todos tipo de persona que se encuentre en la práctica de una

tarea que implique cambios de postura, mantenerse mucho en la misma, movilizaciones y

traslados y dificultades de salud.

La ergonomía utiliza nociones de la ingeniería, la fisiología, la

biomecánica y la psicología, entre otras ciencias, para cumplir con sus objetivos de eficiencia y

comodidad.

MOVILIZACIÒN:

Es el conjunto de posiciones que adopta nuestro cuerpo para

realizar las distintas actividades de la vida cotidiana.

Si atendemos a las posturas que adoptamos de manera natural a la

hora de movernos e intentamos reproducirlas en los pacientes a la hora de manipularlos, la propia

tendencia de su cuerpo a seguir las posturas preestablecidas nos ayudará en nuestro cometido.

2.1.1. PRINCIPALES RIESGOS ASOCIADOS

SOBREESFUERZOS y FATIGA FÍSICA.

Debido a:

Características de los pacientes (peso, autonomía, limitaciones debidas al

tratamiento, movimientos inesperados, etc. )

Esfuerzo físico necesario (importante la posición del cuerpo)

Características del medio de trabajo (espacio libre suficiente para la ejecución del

movimiento, condiciones del suelo, iluminación, temperatura, etc.)

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Exigencias de la actividad (frecuencia de los esfuerzos, periodo de recuperación,

distancias a recorrer, etc.)

Factores individuales de riesgo (aptitud física, tipo de ropa, calzado, formación,

patologías anteriores, etc.)

BIOLÓGICOS

Debido a:

Características de la patología del paciente.

Desconocimiento de las medidas de precaución y equipos de protección individual

a utilizar

EJEMPLOS DE ALGUNOS MOVIMIENTOS BASICOS

A. Cómo levantar un paciente de una silla y sentarle al borde de la cama?:

El paciente, si puede, se incorporará apoyándose sobre el posabrazos de la silla, o

sujetándose en los hombros de la persona que le ayuda. Ayude al paciente a adelantar el

tronco para que pueda erguirse. Cuando sea necesario, bloquee la rodilla afectada con la

suya y con su mano traiga hacia delante la cadera afectada. (fig. 1 y 2)

Con un pequeño giro coloque al paciente de espaldas a la cama. Ayúdele a

sentarse en el borde de la misma y a subir las piernas encima de la cama.

B. Incorporación del paciente nuevamente a la silla

Posición inicial (fig. 3).

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Opción 1 (fig. 4)

Opción 2 (fig. 5)

TRANSFERENCIA:

Son las diferentes maniobras que se realizan para trasladar a un

paciente de un lugar a otro.

EJEMPLO DE TRANFERENCIAS USUALES

De la cama a la silla (fig. 6, 7, 8, 9 Y 10).

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De la silla a la cama (fig. 1 y 2 son útiles para esta acción también).

MECANISMO:

Se le llama mecanismo a los dispositivos que reciben una energía

de entrada y, a través de un sistema de transmisión y transformación de movimientos, realizan un

trabajo. un mecanismo no se considera como una masa puntual sino como un conjunto de sólidos

rígidos enlazados. Estos sólidos se denominan elementos del mecanismo y presentan

combinaciones de movimientos relativos de rotación y traslación, que combinados pueden dar

lugar a un movimiento de gran complejidad. Para el análisis de un mecanismo usualmente son

necesarios conceptos como el de centro de gravedad, momento de inercia, velocidad angular,

entre otros.

A continuación algunos medios mecánicos que sirven de apoyo

para las actividades nombradas con anterioridad:

Es bueno poder hacer uso de todos los recursos que se encuentren a

nuestro alcance, como levantar la cabecera de la cama con la manivela, para facilitar la

incorporación del paciente, etc.

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SILLA:

La silla es un mueble cuya finalidad es servir de asiento una

persona. Suele tener cuatro patas, aunque puede haber de una, dos, tres o más. Pueden estar

elaboradas en diferentes materiales: madera, hierro, forja, plástico o una combinación de varios.

Según su diseño puede ser clásica, rústica, moderna, de oficina, etc. También y de acuerdo a sus

diseños, reciben nombres como: sillones, butacas (como las de comedor o de teatro), poltronas,

etc.

ALGUNOS TIPOS DE SILLA:

Silla de niño.

Silla de coche:

Su función principal es transportar niños dentro de ellas. Se fijan

por medio de un cinturón de seguridad y se pueden poner en posiciones de frente o de espalda a

la marcha según el modelo y la edad del bebé.

Silla de la reina:

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Asiento que se forma entrelazando los brazos de dos personas y que

se usa en determinados juegos infantiles.

Silla plegable:

Silla generalmente de madera que se pliega ocupando muy poco espacio. Se utiliza para

ocasiones especiales como celebraciones, ferias, eventos, desfiles, etc.

Silla de tijera:

Silla plegable con asiento y respaldo de tela y patas en aspa.

Silla de oficina:

Tiene asiento regulable en altura y respaldo reclinable para adaptarla a las características de cada

persona.

Silla mecedora:

Silla típica de madera, con un borde curvado en la parte inferior

que permite que se mueva adelante y atrás.

SILLA RECLINABLE:

Sillas con características principales como la asistencia de sentado

y puesta de pie al usuario, también existen las que tienen como función la elevación de los pies y

las piernas, algunas igualmente con opciones de calefacción y masaje.

2.1 Antecedentes

2.1.1. Silla con levantamiento vertical

2.2. SILLA CON LEVANTAMIENTO VERTICAL

2.3. Conceptos clave

RODAMIENTOS:

Los rodamientos son elementos mecánicos que aseguran un enlace

móvil entre dos elementos de un mecanismo, uno que se encuentra en rotación con respecto a

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otro; siendo su función principal el de permitir la rotación relativa de dichos elementos bajo

carga, con precisión y con un rozamiento mínimo.

Los rodamientos están conformados por un grupo de elementos, éstos son:

Dos aros o anillos, uno ligado al elemento fijo y otro al elemento móvil, conformando

entre ellos pistas o caminos de rodadura.

Cuerpos o elementos de rodadura que permiten el desplazamiento relativo de los dos aros

con un rozamiento mínimo.

Jaulas o elementos separadores que guían y separan los elementos rodantes.

Los rodamientos se clasifican de acuerdo a:

I. La forma como soportan la carga en: Radiales, Axiales y Combinación de los

anteriores.

II. Los elementos de rodadura que poseen en: De bolas, donde los elementos son esferas

con un contacto con sus caminos de rodadura, teóricamente puntual; de rodillos,

donde sus elementos son cilindros con un contacto con sus caminos de rodadura,

teóricamente lineal.

Fig. 11 Rodamiento de bolas con contacto angular, donde se define el ángulo α

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Fig. 12 Prototipo de rodamiento usado en nuestra silla de levantamiento vertical

PALANCA:

La palanca es una máquina simple que tiene como función

transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar

libremente alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro. Puede utilizarse para amplificar

la fuerza mecánica que se aplica a un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia

recorrida, en respuesta a la aplicación de una fuerza básicamente está constituida por una barra

rígida, un punto de apoyo o Fulcro y dos o más fuerzas presentes: una fuerza a la que hay que

vencer, normalmente es un peso a sostener o a levantar o a mover, y la fuerza que se aplica para

realizar la acción que se menciona. La distancia que hay entre el punto de apoyo y el lugar donde

está aplicada cada fuerza, en la barra rígida, se denomina brazo. Así, a cada fuerza le

corresponde un cierto brazo. Como en casi todos los casos de máquinas simples, con la palanca

se trata de vencer una resistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza de

valor más pequeño que se denomina potencia, en el otro extremo de la barra.

Los elementos que la conforman son:

Punto de apoyo o fulcro.

Potencia: La fuerza que se ha de aplicar.

Resistencia: El peso que se ha de mover.

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TORNILLO SIN FIN:

El tornillo sinfín es un mecanismo de transmisión circular, que

actúa como elemento de entrada (o motriz). Cuando éste actúa junto con una rueda dentada es

conocido comúnmente con corona; donde la rosca del tornillo engrana con los dientes de la

rueda de modo que los ejes de transmisión de ambos son perpendiculares entre sí.

El tornillo es considerado una rueda dentada con un solo diente que

ha sido tallado helicoidalmente (en forma de hélice).

BISAGRAS:

Mecanismo de metal o plástico compuesto por dos piezas unidas

por un eje común, que se fijan en dos superficies separadas, una fija y otra móvil, para juntarlas y

permitir el giro de una sobre otra.

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MADERA:

La madera es un material duro y resistente que se produce mediante

la transformación del árbol. Es un recurso forestal disponible que se ha utilizado durante mucho

tiempo como material de construcción. Pero para lograr un resultado excelente en su buena

producción (a la hora de utilizarla en un trabajo específico de construcción) hay que tener

presente ciertos aspectos relacionados con la forma de corte, curado y secado.

La madera de balҫo es una madera suave, liviana y resistente cuyo uso es muy popular en la

fabricación de maquetas, tableros y embalajes. Proviene de un árbol también denominado Balsa.

Este nombre lo recibe luego de que la fabricación de una balsa fuera uno de los primeros usos

conocidos que se le dio a esta singular madera.

Las propiedades que han hecho a la madera de Balsa ganarse una buena reputación guardan

relación con su bajo peso y baja densidad. A pesar de ser tan liviana es muy resistente y flexible,

haciendo de ésta una madera muy fuerte, que al trabajarla permite realizar finas terminaciones.

Para lograr obtener estas características, la madera de balsa debe pasar por un proceso de secado,

inmediatamente después de cortada, ya que debido a la humedad, es una madera que se pudre y

desarrolla hongos con mucha facilidad.

Entre los usos más comunes de la madera de balsa está su utilización en la fabricación de

maquetas

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CAPITULO 3

3. PROCESOS DE ELABORACIÒN

3.1. PROCESOS MECÀNICOS

Para elaborar el proyecto planteado es necesario saber cómo se va a

mover la banda transportadora, de forma que hay que saber y tener bien planeada la caída de los

vasos en ya q es uno de los mecanismos más complejos del proyecto y también se debe tener en

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cuenta lo que van a ser los dispositivos de parada en los tres ciclos que debe cumplir para poder

llevar el producto al lugar de salida.

El mecanismo requerido es de cuatro chumaceras, dos rodillos los

cuales van a cada extremo un par de chumaceras y uno de los rodillos, luego se coloca la banda

la cual debe ser tensionada por eso en un par de las bases de las chumaceras se hicieron unas

ranuras que nos va a permitir ajustar la tensión de la banda.

En cuanto al motor va a ser un moto reductor de 12 voltios, el cual

estará ubicado y ajustado en uno de los entremos de la banda; va conectado directamente con uno

de los rodillos y esto hará que la banda se mueva el motor va a tener una base por debajo que lo

sostendrá; para que la banda no sufra deformaciones( hundimiento) cuando el vaso estuviera

lleno se le pondrá una lamina de acero inoxidable justo debajo de ella la cual ayudara a soportar

el peso del vaso y no permitirá que la banda se deforme con el peso del vaso.

3.2. PROCESOS ELECTRICOS

3.3. METODOLOGÌA DE ELABORACION

El conocimiento para la realización de esta máquina fue de

modelos vistos anteriormente y otros prototipos de dispensadores de jugos como los vemos en

las cafeterías; otros establecimientos esto nos dio las bases mecánicas y de estas pudimos sacar

las medidas las cuales se realizaron los planos además con las medidas reales de lo que se quería

realizar; en cuanto a las partes electrónicas fue gracias a las clases que nos brindó el colegio

sobre el manejo del pic y su programación de allí se realizaron las funciones que se quería que

realizara el pic. Los espacios que ocupan los elementos del proyecto fueron surgiendo en cuanto

a lo que íbamos viendo se tomaban las medidas para así mismo no hubieran espacios

innecesarios; a medida que el proyecto se ha ido realizando se han realizado algunas

modificaciones según lo que hemos podido ver en cuanto a las medidas y ubicaciones de los

elementos.

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En una lámina de acero inoxidable con calibre 22 se ha ido

montando todo esta lamina fue mandada a doblar, también se ha realizado una estructura en

aluminio la cual va a sostener las botellas que mantendrán el líquido dentro la estructura de

aluminio fue asegurada con remaches de 1/8 en todos sus lados, también se realizó una estructura

en ángulo de acero la cual fue soldada con soldadura de arco.

FOTOS DE ELABOBARCION DEL PROYECTO (MODELO FUNCIONAL PEQUEÑO):

Motorreductor Tornillo sinfín

Bisagras

Modelo funcional de silla con levantamiento vertical

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BIBLIOGRAFIA

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REFERENCIAS, ANEXOS Y CITAS

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