Whippletree (mecanismo)

Un whippletree , o whiffletree , ^{[ 1 ] [ 2 ]} es un mecanismo para distribuir la fuerza uniformemente a través de articulaciones . También se le conoce como ecualizador , barra guía o doble árbol . Consiste en una barra pivotada en el centro o cerca de él, con la fuerza aplicada desde una dirección al pivote y desde la otra dirección a los extremos. Se pueden usar varios whippletrees en serie para distribuir aún más la fuerza, por ejemplo, para simular la presión sobre un área, como cuando se aplica carga para probar las alas de un avión. Los whippletrees se pueden usar tanto en compresión como en tensión . También se usaban para cálculos de resta y suma en computadoras mecánicas. Los whippletrees de tensión se usan en móviles colgantes artísticos, como los del artista Alexander Calder .

Diagrama y fotografía de un conjunto de 5 árboles Whipple para un equipo de tres animales.

Los Whippletrees se utilizan en tensión para distribuir las fuerzas de una carga puntual a las correas de los animales de tiro (las correas son las cadenas o riendas a cada lado del arnés, sobre las que tira el animal). Para ello, el Whippletree consiste en una barra horizontal suelta entre el animal de tiro y su carga. El centro de la barra está conectado a la carga y las correas se fijan a sus extremos. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los Whippletrees se utilizan especialmente para tirar de cargas arrastradas, como arados , rastras , troncos o barcazas de canal , o para tirar de vehículos (por los líderes de un equipo con más de una fila de animales).

Un swingletree , o singletree , es un tipo especial de whippletree que se utiliza para vehículos de tracción animal . El término swingletree se usa a veces para referirse a los whippletrees de tiro. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Un sistema Whippletree equilibra la fuerza de tracción ejercida a cada lado del animal, evitando que la carga tire alternativamente de cada lado. Además, impide que una carga puntual tire de las correas hacia los costados del animal.

Si se utilizan varios animales en paralelo, se pueden añadir más soportes detrás del primero. Así, con dos animales, cada uno tiene su propio soporte, y otro más equilibra la carga de ambos, una disposición conocida a veces como soporte doble o, para los líderes de un equipo más grande, como barras de liderazgo . Con tres o más animales en paralelo, se necesitan aún más soportes; algunos pueden ser asimétricos para equilibrar un número impar de animales. Varios soportes equilibran la fuerza de tracción de los diferentes animales, asegurando que cada uno realice una parte igual del trabajo.

Los enganches Whippletree también se utilizan en la agricultura moderna; por ejemplo, para conectar varios implementos agrícolas en tándem, como rastras , segadoras o rodillos, a un tractor . Esto combina varias cargas pequeñas en una sola carga en el enganche del tractor (lo contrario de su uso con animales de tiro).

En un limpiaparabrisas estándar, se utiliza una serie de amortiguadores Whipple para distribuir uniformemente la fuerza puntual del brazo del limpiaparabrisas a lo largo de la escobilla.

Algunos diseños de telescopios grandes utilizan árboles Whipple ^{[ 3 ]} para soportar los elementos ópticos. El árbol proporciona soporte mecánico distribuido, reduciendo las deflexiones mecánicas localizadas, lo que a su vez reduce la distorsión óptica. ^{[ 4 ]} A diferencia de las aplicaciones descritas anteriormente, que son bidimensionales, los árboles Whipple en las celdas de soporte de los espejos de los telescopios son diseños tridimensionales, ^{[ 5 ]} ya que el árbol debe soportar múltiples puntos en un área.

Las computadoras analógicas mecánicas de tipo articulación utilizan articulaciones Whippletree para sumar y restar cantidades representadas por movimientos rectilíneos. ^{[ 6 ]} La ilustración que se muestra aquí de articulaciones Whippletree para un equipo de tres animales es muy similar a un grupo de sumadores y restadores articulados: la "carga" es el equivalente a la suma/diferencia de salida de las entradas individuales. Dentro de la computadora, los cilindros en los ejes de las perillas tienen cintas metálicas delgadas enrolladas a su alrededor para convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal.

Una aplicación muy extendida fue en la máquina de escribir IBM Selectric (y en la IBM 2741, derivada de ella), donde los mecanismos sumaban entradas mecánicas binarias para girar e inclinar la bola de impresión. Este tipo de método de cálculo también se utilizó en artillería naval , como en el sistema de control de tiro Mark 56 y en los sistemas de control de tiro por sonar .

• Remolque para embarcaciones , que utiliza este mecanismo para distribuir uniformemente la fuerza a lo largo del casco de las embarcaciones que transporta.
• Diferencial (dispositivo mecánico) , que hace por el par motor lo que cada capa de un árbol de Whipple hace por la fuerza.
• Mecanismo de distribución conjugado Gresley
• Móvil (escultura) , principios similares aplicados en el arte.
• Ala de parapente , en la que la carga se distribuye mediante múltiples cuerdas, pero sin elementos rígidos.
• Plate Optimizer , programa CAD para la distribución de elementos de soporte Whippletree en el diseño de celdas de espejos de telescopios.
• Proteus (WAM-V) , catamarán con suspensión Whippletree
• El sistema Rocker-bogie , similar al Whippletree, se aplicaba a la suspensión de los vehículos exploradores de Marte.
• Swingletree

• Foto de un whippletree para caballos de tiro tomada por Beig Alert en Flickr (Nota: esta foto muestra tres conjuntos de whippletrees mezclados: uno simple, uno doble y uno triple).
• Foto InTheHead de un limpiaparabrisas whippletree por Barefoot en Flickr
• Principales telescopios desde Lord Rosse hasta aproximadamente 1980.
• Apoyo al espejo primario de PILOT por Peter Gillingham, 2 de marzo de 2007
• Calculadora de soporte para Mirror Edge
• Imágenes de una computadora mecánica.