Segunda protesis para Matias

From UtopiaMaker's Wiki
Jump to navigation Jump to search

Jefe de proyecto

Maker Image Profile
Rojas Julian
Julian.jpg

Presentacion

21371164 575158802607913 6791516914036845146 n.jpg

Historico

Matias es un niño de 10 años, vive en la ciudad de Bogotá D.C- Colombia, anteriormente ha sido beneficiario de la fundación M3D, en agosto de 2017 los voluntarios de M3D , Andres tolosa, Javier Garzon, Jaime Galindo, Cristina Aceveda y Nicolas Huchet fabricaron la primera prótesis mioelectrica de Matias. Actualmente se busca desarrollar una prótesis mioelectrica mas ajustadas a sus medidas corporales, ademas de integrar la temática a gusto del beneficiario, en este caso de Santa Fe su equipo de fútbol preferido.

Objetivo

Fabricar una nueva protesis para Matias y entregarla en octubre 2019

Recursos necesarios

   * Recursos humanos:
   * Coordinadores que recepcionan y administran el dia a dia del fablab, del lunes al sabado: 3 horas en la mañana y 3 en la tarde.
   * fisioterapeuta: 2 horas
   * Psicologo: 5 horas
   * ingenieros: 90 horas
   * Fablab manager: 20 horas
   * diseñador: 90 horas
   * Recursos financieros:
   * Servomotor, baterias, sensores para la protesis:700.000cop(200€)
   * Materiales para impresion y diversas heramientas: 350.000cop(100€)
     Total presupuesto: 1.050.000cop(300€)

Equipo

Ingenieros y fablab managers:

Maker Foto
Luna León
Br 936875 photo.jpg
Maker Foto
Jeferson Hernandez
Br 282231 photo.jpg
Maker Foto
Kraszewski Nicolas
PiRat-photo.jpg
Maker Foto
Bustos Fabian
Fabian.jpg
Maker Foto
mabloc
Br 934589 photo.jpg
Maker Foto
Cris
Cristinacevedo.jpg


Fisioterapeuta:

Maker Foto
Lorena13
Br 565465 photo.jpg

Psicologo:

Diseño y planos

Etapas

Evaluación Psicológica

Matias es un niño muy activo y apasionado por los deportes, su deporte favorito es el fútbol por lo cual ha elegido a Santa fe como temática para su nueva prótesis, se espera que esta ayude de manera funcional a su movilidad y que lo represente como un sello de su personalidad y gustos


Evaluación Antropométrica

Matías tiene una amputación a nivel del codo en el brazo derecho, esta prótesis sera una extensión de la extremidad a modo de codo y antebrazo la cual permitirá el movimiento de codo en un grado de libertad y mano flexible con un movimiento de pinza básico inicialmente.

Diseño de Extremidad

Para tener un modelo tridimensional del muñón de Matías se utilizó el software Skanect el cual realiza un scaner en 3D de la extremidad permitiendo recrearla digitalmente y así tener un referente al modelar la prótesis y sobretodo el socket para que las dimensiones sean adecuadas a las corporales del beneficiario, este modelo se escalo deacuerdo a las medidas antripometricas de Matias para asi tener en cuena los volumenes que ocupan los componentes mecánicos y el circuito electrónico para el correcto funcionamiento de la prótesis

Diseño de la Prótesis

Teniendo en cuenta las mediciones antropométricas tomadas y el scaner realizado se empezo el proceso de modelamiento de la prótesis y socket, para esto se tuvo en cuenta el espacio para la adecuación de los circuitos funcionales y la mecánica de funcionamiento de la prótesis, ademas se busco que la prótesis fuera mas corta y que se asemeje lo mayor posible a sus medidas antropometricas reales.

En segunda instancia se busco implementar un diseño del equipo de fútbol Santa Fe basado en la imagen .... con el fin de personalizar la prótesis de acuerdo al gusto de Matias

Posteriormente se empezaron a realizar modificaciones a estos diseños ya que se encontraban fallas en su funcionalidad y/o resistencia.

Socket

En un principio el socket se había diseñado con base en la forma del muñón de Matías, buscando cubrirlo en su totalidad (imágenes 1 y 2). En él se encuentran dos piezas que unen el socket con la prótesis del antebrazo y permiten el movimiento de ésta, una pieza se encarga de anclar el servomotor que moverá la prótesis y que hará de codo, y la otra, es un eje rotatorio de apoyo al socket. Sin embargo, este diseño no presentaba mucha firmeza y resistencia frente a esfuerzos mecánicos altos, por lo cual se descartó la idea de tener dos partes del socket.

Posteriormente, se rediseñó el socket con el fin de que una sola pieza cubriera más área del brazo y así mejorar su resistencia a esfuerzos, adicional a esto se le hizo un espacio al sensor mioeléctrico que se va a utilizar ya que antes no se había tenido en cuenta y se mejoraron los anclajes al socket de las piezas de unión a la prótesis. Se imprimió la pieza de unión al servo para verificar que encajara bien.

Después se volvió a rediseñar el socket debido a que en una sola pieza la impresión era complicada y no quedaba bien, por lo cual, se diseñaron unas muescas para poder anclas las piezas de unión y así poder imprimir el socket y quedara bien.

Antebrazo

Para el diseño del antebrazo se tuvo en cuenta el registro fotografico, el cual se inserto en el programa de modelamiento fusion 360 con el fin de diseñar la protesis lo mas similiar a su extremidad izquierda como se ve en las imagenes 1 y 2, una vez realizado el modelamiento se escalo a las medidas antropometricas reales de Matias y se procedio a realizar las piezas internas para el adecuameinto de los sistemas electronicos, mecanicos, y de energia.

Inicialmente se diseño una pieza interna para la adecuación del servomotor que cumple la funcion de movimiento de codo y para las baterias de alimentacion de la protesis, para ello se tuvo en cuenta que esta pieza ajustara exactamente en el modelo de antebrazo ya que sobre la misma se ensamblaria el socket y se ejecutaria la mayor fuerza al momento de mover el antebrazo (flexión en el codo). Para este diseño de protesis se busca que el eje del servomotor sobresalga del diseño de antebrazo, esto debido a que debe ir unido a las extenciones del socket las cuales son rigidas y de esta manera permitir el movimiento, por otra parte en el lado opuesto de la pieza se realiza una extencion a modo de eje con el fin que sobresalga del modelo de antebrazo ya que esto permitira que se genere rotación, esta pieza es de gran importancia ya que sin ella no exixtiria movimiento del antrebazo, mano y muñeca.

Para la adecuación de la parte mecánica se realizo el diseño de una pieza en forma de lamina en la que se fijaron tanto los piñones como los motoreductores los cuales ejercerían el movimiento de los dedos para generar dos tipos de agarre

Análisis Mecánico

Para esta prótesis se busca inicialmente dos tipos de movimientos, el primero el movimiento del codo.... y en segundo lugar el movimiento de los dedos generando dos tipos de agarre.....

Para la ejecución de los movimientos presentados anteriormente se utilizan diferentes motores y adecuaciones como se muestran a continuación:

  • Movimiento de flexión y extensión del brazo:

Para el movimiento de flexion y extension se utiliza el servomotor Tower Pro MG 996R... con el fin de generar la fuerza suficiente para el movimiento del antebrazo, teniendo en cuenta su peso, ya que en el antebrazo es donde se adecua la mayor parte electrica, electronica y mecanica, ademas se busca generar la rapida ejecucion del movimiento...

  • Movimiento Tip y palamar de los dedos para generar agarres:

Para la ejecucionn de lo movimientos de piza de la mano se utilizaron motoreductores debido a su alo torique y capacidad de generar compresion de los dedods, genrando la suficiente fuerza para levantar objetos de peso liviano, ademas de una velocidad buena para la ejecicion de los movimientos

-Tip: Para este movimiento se implemento un motoreductores.... el cual lleva en el eje un piñon linela y a su vez va unido a un piños de ... deintes el cual lleva una polea, en la cual se uniran los hilos que moveran los dedos pulgar, indice y corazon.

-Palmar: Para este movimiento se implementaron dos motoreductores, el primero es el motoreductor implementado en el movimiento tip pero adicionalmentre se implemento un mtoreductor el cual lleva en el eje un piñon linela y a su vez va unido a un piños de ... deintes el cual lleva una polea, en la cual se uniran los hilos que moveran los dedos anular y meñique de esta manera el movimiento generado sera de todos los dedos a la vez

Mano

Actividades

Noviembre 2019

Reportes y TS

Jueves 7 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión de dedos y uniones dedos 4 Horas 12 TS
Miercoles 6 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Modificación muñeca e impresión muñeca 7 Horas 21 TS
Luna León Modificaciones de mano 7 Horas 21 TS
Mario Clasificación de señales y redes neuronales 2 horas 6 TS
martes 5 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas de la mano 5 Horas 15 TS


Viernes 01 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Modificaciones diseño de muñeca, ya que la realizada presentaba complicaciones 5 Horas 15 TS

Octubre 2019

Reportes y TS

Miercoles 30 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Modificaciones en piñones y parte mecánica del antebrazo e impresión piezas de la mano 8 Horas 24 TS
Luna León Impresión piezas de la mano 6 Horas 18 TS
Lunes 28 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas de la mano 5 Horas 15 TS
Miércoles 23 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión dedos de la mano 4 Horas 12 TS
Jefersson Hernandez Adecuación piñones y reimpresión de pieza centro de antebrazo 6 Horas 18 TS
Martes 22 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión dedos de la mano 4 Horas 12 TS
Jefersson Hernandez Adecuación piñones y reimpresión de pieza centro de antebrazo 5 Horas 15 TS
Viernes 18 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión dedos de la mano 4 Horas 12 TS
Jueves 17 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Impresión pieza centro del antebrazo, mejoramiento piezas impresas y adecuacion de motores y piñones 6 Horas 18 TS
Miercoles 16 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas mano 4 Horas 12 TS
Jefersson Hernandez Impresión segunda parte antebrazo, mantenimiento y mejoramiento de la impresion 6 Horas 18 TS
Martes 15 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas mano (falanges) 4 Horas 12 TS
Viernes 11 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas mano 4 Horas 12 TS
Jueves 10 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas mano 4 Horas 12 TS
Lunes 07 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas mano 4 Horas 12 TS
Viernes 04 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión piezas antebrazo 4 Horas 12 TS
Jueves 03 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Modificaciones y ajustes finales del antebrazo 6 Horas 18 TS
Luna León Modificación final de la mano 6 Horas 18 TS
Miércoles 02 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Modificación y ajuste de antebrazo 6 Horas 18 TS
Luna León Modificación de la mano 6 Horas 18 TS
Martes 01 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Finalizacion de modificacion y ajuste de muñeca a la prótesis e impresión del antebrazo 6 Horas 18 TS
Luna León Modificación de la mano 6 Horas 18 TS


Septiembre 2019

Reportes y TS

Lunes 30 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Finalizacion de modificacion y ajuste de muñeca a la prótesis e intento de impresión del antebrazo 6 Horas 18 TS
Luna León Modificación de la mano e intento de impresión del antebrazo 6 Horas 18 TS
Viernes 27 Descripción Tiempo TS
Jefersson Hernandez Finalizacion de modificacion y ajuste de muñeca a la protesis te antebrazo e integracion de tematica a la protesis 5 Horas 15 TS
comentarios: marcar a Julian pa definir un dia entre semana, proxima semana para una primera entrega el 3 de octubre si se puede. 
Miércoles 25 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión del socket 3 Horas 9 TS
Martes 24 Descripción Tiempo TS
Luna León Modificación de socket e impresión de piezas del mismo 6 Horas 18 TS
Jeff Modificación de muñeca para acople con antebrazo, modificación de antebrazo para ubicacion de segunda bateria 6 Horas 18 TS
Lunes 23 Descripción Tiempo TS
Luna León Modificación de socket e impresión de piezas del mismo 6 Horas 18 TS
Viernes 20 Descripción Tiempo TS
Jeff Intento de impresión del socket, no se pudo ya que no se logró arreglar un problema de impresión 3 Horas 9 TS
Jueves 19 Descripción Tiempo TS
Luna León Modificaciones del diseño de la mano 6 Horas 18 TS
Jeff Diseño de piezas para el posicionamiento de actuadores y diseño de muñeca 6 Horas 18 TS
Miércoles 18 Descripción Tiempo TS
Luna León Definición de actuadores. Rediseño y ajuste del socket para una mejor funcionalidad 6 Horas 18 TS
Jeff Impresión de pieza del antebrazo. Diseño de piezas para el posicionamiento de actuadores 6 Horas 18 TS
Martes 17 Descripción Tiempo TS
Luna León Rediseño y ajuste del socket para una mejor funcionalidad 6 Horas 18 TS
Jeff Últimos arreglos del diseño del antebrazo y diseño de piezas para el posicionamiento de actuadores 6 Horas 18 TS
Lunes 16 Descripción Tiempo TS
Luna León Impresión de pieza preeliminar del socket 6 Horas 18 TS
Jeff Últimos arreglos del diseño del antebrazo 6 Horas 18 TS
Sábado 14 Descripción Tiempo TS
Luna León Esperando la cita con Julian al lab para escanear a Matias 2 Horas 6 TS
DIego Chacón Escaner de Matias Días después 2 Horas 6 TS
Comentarios: marcar a Julian pa definir un dia entre semana, hasta tarde para una primera entrega antes el 28 de septiembre. Julian propone el jueves 26 en la noche.


Jueves 12 Descripción Tiempo TS
Jeff Modificacion preeliminar de mano 6 Horas 18 TS
Luna León Modificacion preeliminar de mano 6 Horas 18 TS
Martes 10 Descripción Tiempo TS
Jeff Realización de Perforaciones para adecuación de la pieza de soporte para el servomotor 3 Horas 9 TS
Luna León Rediseño de las piezas de unión del socket al antebrazo 3 Horas 9 TS
Lunes 9 Descripción Tiempo TS
Jeff Realización de Perforaciones para adecuación de la pieza de soporte para el servomotor 6 Horas 18 TS
Luna León Rediseño de las piezas de unión del socket al antebrazo 6 Horas 18 TS
Jueves 5 Descripción Tiempo TS
Jeff Realización de Perforaciones para adecuación de servomotor, junto con sus tornillos y tuercas; se realiza la adecuación del eje de movimiento de la prótesis 6 Horas 18 TS
Miercoles 4 Descripción Tiempo TS
Jeff y Luna León Modificacion de socket para unirlo con el antebrazo 6 Horas 18 TS
Martes 3 Descripción Tiempo TS
Jeff y Luna León Adecuación servomotor y batería prótesis antebrazo en modelo de fussion 360 6 Horas 18 TS
Lunes 2 Descripción Tiempo TS
Jeff Pruebas adquisición de la señal mediante circuito propuesto en ("Real-Time Pattern Recognition for prosthetic hand") por mabloc 4 Horas 12 TS
Luna León Pruebas adquisición de la señal mediante circuito propuesto en ( "Real-Time Pattern Recognition for prosthetic hand") por mabloc 6 Horas 18 TS
mabloc Pruebas adquisición de la señal mediante circuito propuesto en ("Real-Time Pattern Recognition for prosthetic hand") por mabloc 6 Horas 18 TS



Agosto 2019

Reportes y TS

Jueves 29 Descripción Tiempo TS
Jeff Modelamiento antebrazo prótesis 6 Horas 18 TS
Luna León Modelamiento socket 3 Horas 9 TS
Miércoles 28 Descripción Tiempo TS
Jeff y Luna León Modelamiento socket y antebrazo prótesis 3 Horas 9 TS
Luna León mabloc Investigación y charla sobre el trabajo de Mario a cerca de la caracterización de señales EMG para una posible implementación en la prótesis 3 Horas 9 TS
Martes 27 Descripción Tiempo TS
Jeff y Luna León Comienzo del modelamiento de prótesis 3 Horas 9 TS
viernes 23 Descripción Tiempo TS
Luna León Investigación sobre el tipo de socket adecuado para Matias 3h 9 TS
TODO:  Se realizo investigación acerca del modelo de socket mas apropiado para Matias dependiendo su tipo de amputación; todo esto con el fin de dar inicio a el modelado de la protesis


jueves 22 Descripción Tiempo TS
Luna León Lectura articulo de clasificación de señales de EMG de Matias, identificación de parámetros y metodología utilizada 3h 9 TS
Jefferson Hernández Lectura articulo de clasificación de señales de EMG de Matias, identificación de paramatros y metodologia utilizada 3h 9 TS
TODO:  Se realizo la lectura del articulo "Real-Time Pattern Recognition for prosthetic hand" de Mario A. Benitez (mabloc), para identificar metodologías parámetros, características, tipos de movimiento y red neuronal utilizada para la calificación de movimientos a partir de señales de EMG



miercoles 21 Descripción Tiempo TS


Jefferson Hernández Contacto con Mario A. Benitez- (mabloc) (autor articulo "Real-Time Pattern Recognition for prosthetic hand") 3h 9 TS
TODO:  Se realizo el contacto con Mario A. Benitez, para obtencion de informacion acerca de la calsificacion se señales de EMG de matias
Sabado 10 Descripción Tiempo TS


Fabian Bustos Asistencia a evaluación de Matías 3h 9 TS
PI RAT Asistencia a evaluación de Matías 3h 9 TS
Diego Chacon Asistencia a evaluación de Matías 3h 9 TS


TODO:  Se empezara el proceso de diseño de la protesis

abril 2019

Fisioterapia:

  • Lorena13
  • Horas: dos
  • Fecha: 13 de abril 2019
  • validado el ? abril 2019

Psycologia:

  • Andres?
  • Horas: dos
  • Fecha: 13 de abril 2019
  • validado el ? abril 2019

Ingeneria: