Principios de la robótica educativa wedo

Robótica Educativa

Reconocimiento del kit (WEDO)

El Ministerio de Educación, durante los
años 2009 – 2010,distribuyó materiales
de robótica educativa – LEGO WEDO 1.0,
que fue entregado al 100% de II. EE.
públicas de Educación Básica en los
niveles de primaria y secundaria. Para
desarrollar las actividades con este
material

es

necesario

mantenerlo

ordenado, haciendo un inventario al inicio
y al finalizar la clase, así como mantener
una adecuada gestión y administración de
estos recursos.

Fill in the Blanks

Fill in the Blanks

Principales piezas del kit

Los ladrillos son piezas concretas,
llanas y simples, el tamaño se
establece según la cantidad de
columnas

y filas

de

pivotes

(protuberancia de conexión). Por
ejemplo, este es un ladrillo de 1
columna por 2 filas, se expresa así:
Ladrillo 1x2.
En WeDo hay ladrillos rojos y
amarillos.

Ladrillo 2x4

Ladrillo 2x2

Pivote

Las vigas se parecen a los ladrillos pero
tienen

agujeros

para

hacer

otras

conexiones.
Los tamaños también se establecen según
la cantidad de pivotes por columnas y
filas. Por ejemplo, esta es una viga de 1x2.

Viga 1x6

Viga 1x8

Viga 1x16

Multiple Choice

Observa la foto sobre las principales piezas del kit wedo y determina su nombre :

• VIGAS

• LADRILLOS

• PLANCHAS

Multiple Choice

Determina ¿Cuál de las siguientes imágenes es un eje del kit de wedo?

Las

planchas

son

piezas aplanadas, los
tamaños

también

se

establecen

según

la

cantidad de pivotes por
columnas y filas. Por
ejemplo, esta es una
plancha de 1x4.

Plancha 1x8

Plancha 2x4

Plancha 2x8

Los ejes son piezas en forma de “palos” que se insertan en
el centro de piezas circulares como engranajes, ruedas,
entre otros.
El tamaño de cada eje depende de la cantidad de pivotes
que ocupa, comparando con una viga, ladrillo o plancha.

Por ejemplo, este
es un eje de 6
pivotes (eje de 6).

Ejemplo con un engranaje

Principales piezas del kit

Multiple Choice

Identifica ¿Cuál de las siguientes imágenes es una unión sin eje del kit wedo 1.0?

Multiple Choice

............................... son piezas que permiten asegurar los ejes para que no se muevan del eje.

• cojinetes o topes

• Unión

• Unión con eje

• Ladrillo 2x2

Multiple Select

............................... son piezas que se conectan principalmente en los agujeros de las vigas, y permiten unir normalmente vigas entre si u otros materiales.

• cojinetes o topes

• Unión

• Unión con eje

• Ladrillo 2x2

Principales piezas del kit

Las uniones son piezas que se conectan
principalmente en los agujeros de las vigas, y
permiten unir normalmente vigas entre si u otros
materiales.

Unión
con eje

Unión

Ejemplo de unión con
dos vigas

Los cojinetes o topes, son piezas que permiten
asegurar los ejes para que no se muevan del eje.

Ejemplo sobre cómo se incorpora un cojinete o tope

Multiple Choice

Completa:

El ...................................... permite la comunicación entre el computador y el prototipo robótico.

• Sensor de Inclinación

• Sensor de Movimiento

• Motor

• Hub

Multiple Choice

Completa:

El ........................... permite el movimiento del prototipo a través de un eje.

• Sensor de Inclinación

• Sensor de Movimiento

• Motor

• Hub

Multiple Choice

Completa:

El ......................................... permite comunicar al robot si existe o no inclinación.

• Sensor de Inclinación

• Sensor de Movimiento

• Motor

• Hub

Multiple Choice

Completa:

El ...................................... permite comunicar al robot si existe o no movimiento.

• Sensor de Inclinación

• Sensor de Movimiento

• Motor

• Hub

Principales piezas del kit

El Hub permite la
comunicación entre el
computador

y

el

prototipo robótico.

El Motor permite el
movimiento

del

prototipo a través de
un eje.

El

Sensor

de

Movimiento
permite comunicar al
robot si existe o no
movimiento.

El

Sensor

de

Inclinación
permite comunicar al
robot si existe o no
inclinación.

Las piezas electrónicas del kit son:

Estructuras

Estructuras:
Experimentación del Modelo 01

Experimentación:

Aplica fuerzas de compresión y
tensión:

•Fuerzas

de

compresión

(empujar

de

afuera

hacia

adentro).

•Fuerzas de tensión (jalar de
adentro hacia afuera).

Preguntas:
¿El modelo construido se deforma
usando estas fuerzas?

¿Se

puede

decir

que

esta

estructura es rígida o flexible?

Estructuras:
Experimentación del Modelo 02

Experimentación:

Aplica fuerzas de compresión y
tensión:

•Fuerzas

de

compresión

(empujar

de

afuera

hacia

adentro).

•Fuerzas de tensión (jalar de
adentro hacia afuera).

Preguntas:
¿El modelo construido se deforma
usando estas fuerzas?

¿Se

puede

decir

que

esta

estructura es rígida o flexible?

Multiple Choice

Estructuras: Análisis

Observa la foto (puente Chupuro - Huancayo) y determina si la foto presenta una estructura rígida, flexible o ambas.

• Estructura rígida

• Estructura flexible

• Ambas estructuras(rígida y flexible).

Multiple Choice

Estructuras: Análisis

Observa la foto (plancha de cartón para cajas de embalaje) y determina si la foto presenta una estructura rígida, flexible o ambas.

• Estructura rígida.

• Estructura flexible.

• Ambas estructura rígida, flexible.

Multiple Choice

Estructuras: Análisis

Observa la siguiente foto (mesa plegable) y determina si la foto presenta una estructura rígida, flexible o ambas.

• Estructura rígida.

• Estructura flexible.

• Ambas estructura rígida, flexible.

Palancas

Construcción:
El modelo tiene dos (02) partes, la base y el brazo de palanca, y luego se debe ensamblar ambas partes.

Paso 1

Paso 2

Para el modelo de
la base requieres:
•1 plancha base

•2 ladrillos 2x2
amarillo

•2 ladrillos 1x2
amarillos

•2 vigas 2x1

•1eje

de

8

pivotes

•2cojinetes

o

topes

1.

Construcción:

El modelo tiene dos (02) partes, la base y el brazo de palanca, y luego se debe ensamblar ambas partes.

Paso 3

Paso 4

Para el brazo
de

palanca

requieres:
•2 vigas 1
x 16

•4 uniones

•2
planchas
2 x 8

Palancas: Construcción del Modelo 01

Paso 5

Para ensamblarlo se requiere
incorporar

elbrazo

de

palanca al eje de la base, en
el cuarto agujero de uno de
los extremos.

Experimentación:

En los modelos a y b
solo varía la posición
de la carga, en ambos
casos sigue siendo una
palanca de primer tipo.

Preguntas:

¿Con qué modelo es
más fácil levantar la
carga, a o b?

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de primer tipo)

Punto de apoyo

Punto de apoyo

Potencia o fuerza

Resistencia

Resistencia

Potencia o fuerza

Experimentación:

Cuando el punto de apoyo
se

encuentra

entre

la

potencia

ofuerza

yla

resistencia

ocarga,

se

llama: Palanca de primer
tipo.

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de primer tipo)

Punto de apoyo

Experimentación:

En los modelos a y b
solo varía la posición de
la potencia

ofuerza

para levantar la carga.

Pregunta:
¿Con qué modelo es
más fácil

levantar la

carga, a o b?

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de segundo tipo)

Modelo a)

Modelo b)

Potencia o fuerza

Punto de apoyo

Resistencia

Punto de apoyo

Resistencia

Experimentación:

Cuando

laresistencia

o

carga se encuentra entre el
punto

de

apoyo

yla

potencia o fuerza, se llama:
Palanca de segundo tipo.

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de segundo tipo)

Punto de apoyo

Experimentación:

En los modelos a y b solo
varía la posición de la
potencia

ofuerza

para

levantar la carga.

Pregunta:
¿Con qué modelo es más
fácil levantar la carga, a o
b?

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de tercer tipo)

Punto de apoyo

Punto de apoyo

Resistencia
Resistencia

Potencia o fuerza

Potencia o fuerza

Modelo a)

Modelo b)

Experimentación:

Cuando

lapotencia

o

fuerza se encuentra entre
el punto de apoyo y la
resistencia

ocarga,

se

llama: Palanca de tercer
tipo.

Palancas: Experimentación del Modelo
(palanca de tercer tipo)

Punto de apoyo

Multiple Choice

Palancas: Análisis

Observa la siguiente foto (Carretilla) y determina el tipo de palanca:

• Palanca de 1er tipo

• Palanca de 2do tipo

• Palanca de 3er tipo

Multiple Choice

Palancas: Análisis

Observa la siguiente foto (Alicate) y determina el tipo de palanca:

• Palanca de 1er tipo

• Palanca de 2do tipo

• Palanca de 3er tipo

Multiple Choice

Palancas: Análisis

Observa la siguiente foto (Alicate) y determina el tipo de palanca:

• Palanca de 1er tipo

• Palanca de 2do tipo

• Palanca de 3er tipo

Ruedas y ejes

La rueda es uno de los principios
mecánicos que más ha ayudado al ser
humano,

y también

es

importante

considerarla para la construcción de
modelos robóticos.
Recordemos que ya vimos estructuras y
palancas, ahora nos toca ver el tema de
ruedas y ejes.

2. Experimentación:
La rueda es una máquina simple,
mediante

la

cual

se

transmite

un

movimiento a través de un eje en el
centro.
Las ruedas para desplazar objetos pueden
ser con ejes separados o con ejes
compartidos.

Pregunta:

Desplaza los modelos 3a y 3b, haciendo
un giro como se muestra en la flecha de
color verde, e indica: ¿con cuál modelo es
más fácil o difícil hacer giros? Analiza por
qué.

Ruedas y ejes (separados y compartidos)

Multiple Choice

Ruedas y ejes – Análisis

Observa la siguiente foto (silla de ruedas) y determina dónde está el principio de ruedas y ejes. 

• Ejes separados

• Ejes compartidos

Desafío:
Realizar una competencia de autos, donde cada grupo deberá elaborar un auto que se desplace lo más lejos
posible (no es una competencia de velocidad), para lo cual el auto tendrá que ser soltado en la parte
superior de una rampa.
Se requerirá marcar la distancia a la cual llegó cada auto, de tal manera que se forme un cuadro estadístico
de barras.
Discutir y analizar ¿por qué se dieron los resultados y con qué área curricular se conecta, cómo y por que?

Poleas

Poleas: Construcción de la Base

1.

Construcción:

El modelo inicia con la base y luego se darán algunos cambios más adelante con el mismo modelo.

Paso 1

Paso 2
Para el modelo de la
base requieres:
•1 plancha base

•2 ladrillos de 2x2
amarillos

•2 ladrillos de 2x2
rojos

•2 vigas de 1x16

•2 ejes de 6 pivotes

•2 cojinetes o topes

•2

ruedas

acanaladas verdes

•2 uniones negras

•1

liga

o

faja

amarilla

Construcción del Modelo 1

1.

Construcción:

En esta parte se inserta la liga o faja amarilla y unas uniones en las ruedas acanaladas como ayuda visual.

Paso 3

Paso 4

2. Experimentación:
En

las

poleas,

acualquiera

que

ledemos

movimiento la llamaremos “polea motor” y la que
se mueve por acción de la polea motor será la
“polea de salida”.

Observa en qué sentido giran las poleas, y te
darás cuenta que al mover la polea motor en un
sentido, la polea de salida girará en el mismo
sentido.

Por otro lado, cada vez que gires una vuelta la
polea motor, la polea salida pareciera que gira una
vuelta, sin embargo al dar casi 6 o 7 vueltas te
darás cuenta que la polea de salida siempre
pierde movimiento y se atrasará en vueltas, esto
se debe a que la faja resbala, esto es una ventaja
o desventaja, dependiendo de la utilidad que le
demos.

Poleas: Giro en el mismo sentido

Polea motor

Polea de salida

Poleas: Giro en sentidos contrarios

Polea motor

Polea de salida

Mismo sentido

Sentido contrario

2. Experimentación:
Reemplaza una rueda acanalada verde por un
cojinete para usarlo como una polea pequeña, tal
como muestra la figura. Ahora, elije la polea
grande como polea motor y determina si la polea
de salida es más veloz.
De la misma forma elije la polea pequeña como
polea motor y determina si la polea de salida es
más veloz o más lenta.
En resumen, el tamaño de las poleas modifica la
velocidad de las poleas.
Esta imagen resume la experiencia:

Poleas: Cambio de velocidad de giro

Cuando la polea motor grande mueve a
una polea pequeña, la hace más veloz

Cuando la polea motor pequeña mueve a
una polea grande, la hace más lenta

Poleas: Construcción del Modelo 2

1.

Construcción:

Este modelo es para la experimentación de polea fija con una cuerda.

Paso 1

Paso 2

Para el modelo de la
base requieres:
•4 planchas de 2x4

•2 vigas de 1x16

•1 eje de 6

•1 rueda acanalada
(polea) verde

•1 cuerda

Poleas: Construcción del Modelo 2

1.

Construcción:

Este modelo es para la experimentación de polea fija con una cuerda.

Paso 3

Paso 4

Inserta la cuerda tal
como se muestra en
el paso 3 y engancha
un

motor

como

carga, tal como se
muestra en el paso 4.

2. Experimentación:

En este modelo, el movimiento horizontal se
transforma en movimiento vertical, para
facilitar levantar una carga a través de una
cuerda y una polea fija.

También podría ser un movimiento vertical
de arriba hacia abajo, transformado en un
movimiento de abajo hacia arriba.

Poleas: Polea fija (cambio de dirección
de movimiento)

Movimiento
horizontal

Movimiento

vertical

Poleas

Reflexiona y analiza sobre el uso de las poleas en cada caso y determina por qué.

Engranajes

Engranajes: Construcción del Modelo 1

1.

Construcción:

El modelo inicia con la base y luego se debe hacer algunos cambios dependiendo de la experiencia.

Paso 1

Paso 2

Para el modelo de la
base requieres:
•2 planchas 2x4

•4 ladrillos cilíndricos
2x2

•2 vigas 1x16

•2 ejes de 6 pivotes

•2 cojinetes o topes

•2 ruedas dentadas
de 24 dientes

•2 uniones

1.

Construcción:

El modelo tiene dos (02) partes, la base y el brazo de palanca, y luego se debe ensamblar ambas partes.

Paso 3

Recuerda que las ruedas
dentadas deben engranar
y colocaremos las uniones
como ayudas visuales.

2. Experimentación:
El modelo de la parte superior hace
funcionar a un sistema de dos ruedas
dentadas, dale movimiento a una de las
ruedas dentadas y se llamará engranaje
motor, y la que se mueve por acción del
motor

será

elengranaje

de

salida.

Observa la dirección del sentido de giro al
moverlo y verifica si es como señalan las
flechas rojas.
En

elmodelo

de

abajo

inserta

un

engranaje pequeño de 8 dientes entre los
engranajes de 24 dientes, este engranaje
se llamará engranaje intermedio. Verifica
si la dirección de la rotación o sentido de
giro corresponde a las flechas rojas.

Engranajes: Sentido de giro

Engranaje motor

Engranaje de salida

2. Experimentación:
Ahora, retira un engranaje de 24 dientes y
quedará como esta imagen.
Si el engranaje motor pequeño mueve a
un

engranaje

de

salida

grande,

la

velocidad conseguida será menor.
Si el engranaje motor grande mueve a un
engranaje

pequeño

la

velocidad

conseguida será mayor. Verifícalo.

Engranajes: Velocidad

2. Experimentación:
¿Cuál

será

la

razón

o

relación

de

transmisión? Esto dependerá del número de
dientes de los engranajes:
•Siun

engranaje

motor

pequeño

(8

dientes) mueve a un engranaje de salida
grande (24 dientes) será 3 veces más
lento, y se expresa así: 1:3.

•Si

un

engranaje

motor

grande

(24

dientes) mueve a un engranaje de salida
pequeño (8 dientes) será 3 veces más
rápido, y se expresa así: 3:1.

No olvides verificar experimentando con los
engranajes.

Engranajes: Relación de transmisión

2. Experimentación:

En

resumen,

la

cantidad

de

engranajes determina el sentido de
giro, y el tamaño de los engranajes
determina la velocidad. Para saber la
velocidad solo será cuestión de dividir
la cantidad de los dientes de los
engranajes motor y salida.

Engranajes: Sentido de giro

Cantidad par, el motor y el salida van
en el mismo sentido de giro

Cantidad impar, el motor y el salida
van en sentidos contrarios de giro

Engranaje motor grande mueve a un
pequeño, aumenta la velocidad del
salida

Engranaje motor pequeño mueve a
un grande, disminuye la velocidad
del salida

Engranajes: Relación fuerza/velocidad

2. Experimentación:
La fuerza de rotación es inversamente
proporcional a la velocidad.
Para comprobarlo intenta construir el
siguiente

modelo,

el

cual

tiene

una

relación de transmisión de 1 : 9 o de 9 : 1.
Son 3 ejes y en la parte central se
combina el engranaje de salida de una
transmisión con el engranaje motor de
otra transmisión. Verifícalo.

Engranajes: Relación fuerza/velocidad

2. Experimentación:
Esta es una relación 9 : 1 o 1 : 9.
a)

Mueve el engranaje motor de la
flecha roja y verás que el engranaje
de salida de la flecha azul será 9
veces más veloz, pero tendremos
dificultad

en

moverla

porque

la

relación se hizo más débil. Cualquiera
podrá

detener

fácilmente

esta

transmisión.

b)

Ahora mueve el engranaje motor
pequeño y reta a alguien a que
detenga el engranaje de salida de la
flecha roja, y verás que no podrán
hacerlo, porque será 9 veces más
lento pero 9 veces más fuerte.

Engranajes: Tornillo sin fin

2. Experimentación:
Este modelo es muy sencillo de construir
y tiene una relación de 24:1, significa que
es 24 veces más lento pero 24 veces más
potente, eso se debe a que solo pasa un
diente del engranaje de 24 dientes por
cada vuelta del tornillo sin fin.

Asimismo, su sistema de ejes cruzados
con el tornillo hace que el engranaje de
salida de 24 dientes no se mueva, solo se
moverá si el tornillo sin fin se mueve.

Para

este

modelo

requieres:

•2 ejes de 6 pivotes

•1 tornillo sin fin

•1 engranaje de 24
dientes

•2 topes

•1 caja para tornillo
sin fin transparente

Engranajes: Cambio de dirección
de movimiento 90 grados

Paso 2

2. Experimentación:

En

este

modelo

verás

que

este

engranaje

corona

(engranaje

con

dientes curvos) permite cambiar la
dirección

del

movimiento

en

90

grados, solo observa la posición de los
ejes y verás que el engranaje corona
lleva el eje vertical y el eje del
engranaje de 24 dientes es horizontal.

Engranajes: Cambio de dirección
de movimiento 90 grados

Para

este

modelo

requieres:

•1 plancha base

•2 vigas de 1x16

•4 Ladrillos cilíndricos
de 2x2

•2 ejes de 6 pivotes

•1 engranaje de 24
dientes

•1 engranaje corona
de 24 dientes

•2 planchas de 2x8

•1 cojinete o tope

Paso 1

Engranajes

Reflexiona y analiza sobre el uso de los engranajes en cada caso y determina por qué.

Gracias por
Su atención