En los últimos años, el uso recreativo y comercial de simuladores de vuelo y conducción se ha vuelto más popular. Todas estas aplicaciones requieren el cálculo de la orientación en dos o tres dimensiones. Además de la notación de ángulos de Euler, otras alternativas para representar las rotaciones de cuerpos rígidos incluyen la notación de eje-ángulo, matrices de transformación homogénea y cuaterniones. Todos estos métodos implican funciones trascendentales en sus cálculos, lo que representa una desventaja cuando estos algoritmos se implementan en hardware. El uso de funciones trascendentales en algoritmos basados en software puede no representar una desventaja significativa, pero en algoritmos basados en hardware, el potencial de modelos racionales destaca. Generalmente, para calcular funciones trascendentales en hardware, es necesario utilizar algoritmos basados en el algoritmo CORDIC, que requiere una cantidad significativa de recursos de hardware (paralelos) o el diseño de una unidad de control más compleja (en tuberías). Esta investigación presenta un nuevo procedimiento para la orientación de modelos utilizando trigonometría racional y notación de cuaterniones, evitando funciones trigonométricas para los cálculos. Describimos la orientación de un mecanismo de cardán presentado en muchas aplicaciones, desde vehículos autónomos como coches o drones hasta manipuladores industriales. Esta investigación tiene como objetivo comparar la eficiencia de una implementación racional con el modelado clásico utilizando las técnicas mencionadas anteriormente. Además, simulamos los modelos con herramientas de software y proponemos una arquitectura de hardware para implementar nuestros algoritmos.