Difference between revisions of "Exoesqueleto Julian"

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== Jefe de proyecto ==
 
== Jefe de proyecto ==
  
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== Presentacion ==
 
== Presentacion ==
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Julian Castillo es un niño de 11 años y habita en la ciudad de Bogota, en el pasado ha sido beneficiario de la fundación con una protesis mecanica personalizada con motivo del superheroe Batman, ha utilizado tambien un exoesqueleto desarrollado por su tía Angela en compañía de la fundación M3D.  
 
Julian Castillo es un niño de 11 años y habita en la ciudad de Bogota, en el pasado ha sido beneficiario de la fundación con una protesis mecanica personalizada con motivo del superheroe Batman, ha utilizado tambien un exoesqueleto desarrollado por su tía Angela en compañía de la fundación M3D.  
 
En este proyecto se desarrollará una prótesis mioeléctrica para su brazo derecho, la cual le servirá para mejorar su movilidad y será la plataforma de entrenamiento para futuras prótesis mas avanzadas.
 
En este proyecto se desarrollará una prótesis mioeléctrica para su brazo derecho, la cual le servirá para mejorar su movilidad y será la plataforma de entrenamiento para futuras prótesis mas avanzadas.
  
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== Recursos ==
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=== Objetivo ===
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Este proyecto es un proyecto de vida para Julian. Vamos a documentar aquí todos los modelos de prótesis que va a recibir a lo largo de su vida, tratando de tener para él siempre los mejores avances de la tecnología, para que el uso de la prótesis pueda ser cada vez más útil para él.
  
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* humanos
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=== Calibración y Entrega ===
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Para llevar a cabo la producción de esta solución se deben tener en cuenta los siguientes perfiles profesionales y el tiempo requerido para hacer entrega de la prótesis en un tiempo no mayor a 2 mes.
 
  
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* Psicólogo       
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El sabado 26 de Octubre de 2019 se ha tenido un encuentro con Angela y su sobrino Julián con motivo de revisar el ajuste de la prótesis y verificar que las medidas sean correctas, durante las pruebas de agarre ha fallado un sensor de posición en los motores el cual sera reemplazado el dia Lunes 28 de Octubre, asi la prótesis será lista para entregar.
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* Fisioterapeuta   
 
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* 2 makers
 
  
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* materiales
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Julian entrega 001.jpg|Prueba de prótesis
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Julian entrega 002.jpg|
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Julian entrega 003.jpg|
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* impresora Bogohack comprada en 2014
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El Sabado 2 de Noviembre de 2019 se ha realizado la entrega final de la prótesis de Julian, el ajuste de la prótesis es firme aunque es necesario utilizar una media o material suplementario que evite que la protesis se deslice y pierda su posición, se ha programado el sensor de activación para ejecutar un agarre tipo pinza, el cual es muy util para tomar objetos pequeños, se ha instalado una batería con autonomía de 2 horas de trabajo contínuo, se espera que esta protesis tenga un tiempo de uso no mayor a un año, cuando el beneficiario ya haya crecido y sea necesario fabricar otra.
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* Impresora fabricada por Jesus para M3D en 2019
 
  
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Julianfinal 005.png| Pruebas de agarre
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! materiales
 
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== Desarrolladores ==
 
== Desarrolladores ==
  
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Bustos Fabian] || [[File:Fabian.jpg|thumb]]
 
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Bustos Fabian] || [[File:Fabian.jpg|thumb]]
 
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== Diseño y planos ==
 
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*Link Diseño: https://www.thingiverse.com/thing:3836088
 
  
 
== Etapas ==
 
== Etapas ==
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Medidas Julian 2019.jpg|Medidas Tomadas
 
Medidas Julian 2019.jpg|Medidas Tomadas
 
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=== Diseño de Extremidad ===
 
=== Diseño de Extremidad ===
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=== '''Diseño de Prótesis''' ===
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=== '''Diseño 3D''' ===
  
 
Se ha descargado de la pagina Thingiverse un modelo completo del personaje de videojuego Halo escojido por el beneficiario, de este modelo se ha tomado la parte que va desde el codo hasta la muñeca para hacer un bosquejo del resultado final, ya que esta malla basica posee bajo nivel de poligonos y debido a varias modificaciones ha perdido su forma, se ha construido un brazo nuevo con curvas mejor definidas, con los espacios y divisiones pensados para alojar los mecanismos y circuitos funcionales.
 
Se ha descargado de la pagina Thingiverse un modelo completo del personaje de videojuego Halo escojido por el beneficiario, de este modelo se ha tomado la parte que va desde el codo hasta la muñeca para hacer un bosquejo del resultado final, ya que esta malla basica posee bajo nivel de poligonos y debido a varias modificaciones ha perdido su forma, se ha construido un brazo nuevo con curvas mejor definidas, con los espacios y divisiones pensados para alojar los mecanismos y circuitos funcionales.
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*Link Descarga de Modelos 3D: https://www.thingiverse.com/thing:3836088
  
 
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=== '''Analisis Mecánico''' ===
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=== '''Diseño Mecánico''' ===
  
 
Esta protesis sera de algun modo una extensión articulada del brazo, tendra 5 dedos como una mano normal. El movimiento de los dedos se ejecutara por medio de un actuador lineal que se compone de un tornillo impulsado por un micromotor DC de alto torque, este tornillo hace desplazar una pieza metálica que sostiene los hilos hasta los dedos, este mecanismo se ha elegido por su rapida ejecución de movimientos y la fuerza que puede ejercer en los dedos de la mano, lo que puede presentar un agarre y desempeño mejorados, comparado con los servos convencionales que por su diseño y limitaciones mecánicas han sido descartados de este modelo de prótesis.
 
Esta protesis sera de algun modo una extensión articulada del brazo, tendra 5 dedos como una mano normal. El movimiento de los dedos se ejecutara por medio de un actuador lineal que se compone de un tornillo impulsado por un micromotor DC de alto torque, este tornillo hace desplazar una pieza metálica que sostiene los hilos hasta los dedos, este mecanismo se ha elegido por su rapida ejecución de movimientos y la fuerza que puede ejercer en los dedos de la mano, lo que puede presentar un agarre y desempeño mejorados, comparado con los servos convencionales que por su diseño y limitaciones mecánicas han sido descartados de este modelo de prótesis.
  
 
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PROTESIS RAW MECH.jpg|Imagen 6. Brazo Actuador
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PROTESIS RAW MECH.jpg|Brazo Actuador
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PROTESIS RAW MECH3.jpg|Imagen 7.Brazo Actuador
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PROTESIS RAW MECH3.jpg|Brazo Actuador
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Agarres.png|thumb|Imagen 8. Diferentes agarres de la mano
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Agarres.png|Diferentes agarres de la mano
 
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En la imagen anterior se pueden observar los diferentes agarres que realiza la mano humana, que son necesarios para desarrollar distintas tareas cotidianas. La prótesis permitirá que el paciente pueda desarrollar estos diferentes movimientos para una mayor comodidad e independencia, estos agarres se ejecutarán mediante diferentes circuitos que se activan en el momento que el beneficiario lo desee. <br>
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14/10/2019
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Se ha probado el mecanismo mencionado anteriormente para el movimiento de los dedos, presentando como resultado bajo desempeño en fuerza y velocidad de ejecución, debido a esto se utilizaran dos micromotores de alto torque en una posición lineal para ejecutar acciones basicas independientes, el primer motor ejecutara un movimiento entre los dedos indice y pulgar, el segundo motor se encargará de los tres dedos restantes, con esta configuración se pueden obtener posiciones tipo pinza que se utiliza comunmente para tomar pequeños objetos y la posición cylindrical-spherical que se ejecuta con los dos motores y se utiliza para tomar objetos cilíndricos y esféricos como pelotas, se utilizan sensores de corriente para tener en cuenta los limites de torque del motor y asi alargar su vida util.
  
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En la imagen anterior se pueden observar los diferentes agarres que realiza la mano humana, que son necesarios para desarrollar distintas tareas cotidianas. La prótesis permitirá que el paciente pueda desarrollar estos diferentes movimientos para una mayor comodidad e independencia, estos agarres se ejecutarán mediante diferentes circuitos que se activan en el momento que el beneficiario lo desee. <br>
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Motorconfiguration.jpg|Nuevo Mecanismo
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N20 motor.jpg|Micromotor N20
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Motoresjulian002.jpg
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Circuito mecanica 002.jpg
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Circuito-Mecanica 001.jpg
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Circuito Mecanica 003.jpg
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=== Análisis Electrónico  ===
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=== Diseño Electrónico  ===
  
 
Teniendo en cuenta que el beneficiario posee movimiento en la muñeca se seleccionó como dispositivo de control de la protesis un sensor resistivo de fuerza que nos da una resolución de 1023 niveles de sensibilidad, utilizando filtros estos niveles se pueden utilizar para multiples movimientos dependiendo de los actuadores y la configuración de estos, inicialmente la prótesis debe abrir y cerrar la mano al poner o quitar la presión del sensor tal como se ha implementado en el proyecto [[Creating_Protesis_con_rotacion_de_muneca]] de [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:914883 Miguel Durán].
 
Teniendo en cuenta que el beneficiario posee movimiento en la muñeca se seleccionó como dispositivo de control de la protesis un sensor resistivo de fuerza que nos da una resolución de 1023 niveles de sensibilidad, utilizando filtros estos niveles se pueden utilizar para multiples movimientos dependiendo de los actuadores y la configuración de estos, inicialmente la prótesis debe abrir y cerrar la mano al poner o quitar la presión del sensor tal como se ha implementado en el proyecto [[Creating_Protesis_con_rotacion_de_muneca]] de [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:914883 Miguel Durán].
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A lo largo del proceso se decidió realizar el circuito en una pcb ya que de esta forma las conexiones entre los elementos electrónicos es mas segura, ademas de que su tamaño disminuyen gran medida y es de mayor facilidad para adecuarla a la pieza de la prótesis.  
 
A lo largo del proceso se decidió realizar el circuito en una pcb ya que de esta forma las conexiones entre los elementos electrónicos es mas segura, ademas de que su tamaño disminuyen gran medida y es de mayor facilidad para adecuarla a la pieza de la prótesis.  
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Inicialmente se ha probado el control del movimiento del actuador lineal utilizando 2 microswitch como finales de carrera, los cuales en el firmware activan o desactivan el movimiento del motor hasta que sean activados por la pieza movil, la dirección se define por la presión que existe en el sensor, si la señal del control manual supera un umbral definido dentro de los 800 niveles de señal, se conservaran las primeras 200 unidades como zona de seguridad donde el sensor no generara acción alguna, este valor puede variar y puede ser ajustable manualmente desde un trimmer conectado a un pin analogo.
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Se utilizara una resistencia conectada como sensor de consumo de corriente en el circuito de control de motores, con la señal de este sensor de corriente sabremos con precision el esfuerzo que hace el motor y los picos de corriente maximos que el motor puede manejar, asi el programa tiene definidos los puntos donde el mecanismo presenta un problema de movimiento y la decisión de seguridad es no permitir movimiento del motor hasta el proximo reset.
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La secuencia de inicio del programa toma una evaluación rapida del estado de los sensores y del desempeño del motor, si existe alguna falla se genera un reporte por el puerto serial.
  
 
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=== Impresión 3D ===
 
=== Impresión 3D ===
  
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En las partes estructurales y funcionales de este modelo de protesis se utilizaran materiales rigidos y flexibles impresos en 3D, para la seccion del brazo y la palma se utilzará plastico PLA impreso con densidad de 40% a una resolución de 0.2mm, en el caso de los dedos se utilizara polimero flexible Ninja Flex que le dara a los dedos su propiedad elástica y mejorara el agarre de objetos en la ejecución de las tareas.
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En las partes estructurales y funcionales de este modelo de protesis se utilizaran materiales rigidos y flexibles impresos en 3D, para la seccion del brazo y la palma se utilzará plastico PLA impreso con densidad de 40% a una resolución de 0.2mm, en el caso de los dedos se utilizara polimero flexible Ninja Flex que le da a los dedos su propiedad elástica y mejora el agarre de objetos.
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La impresión de los polimeros flexibles como TPU, TPE, eFlex, NinjaFlex entre otros requiere un ajuste de la velocidad de impresión, normalmente la velocidad segura de impresión es de 5 a 20 mm/s o la cuarta parte de la velocidad normal con plásticos rígidos como PLA (30-60 mm/s), la temperatura de impresión promedio es de 210 grados, puede variar dependiendo del fabricante.
  
 
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== Actividades ==
 
== Actividades ==
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===Reportes y TS Noviembre 2019 ===
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! Sabado 2 de Noviembre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Entrega final de prótesis al beneficiario  || 4 Horas || 12 TS
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! Viernes 1 de Noviembre
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! Descripción
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! Tiempo
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Posicionamiento de sensor de presión de acuerdo a las medidas tomadas el sabado 26  || 4 Horas || 12 TS
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===Reportes y TS Octubre 2019 ===
 
===Reportes y TS Octubre 2019 ===
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! Jueves 31 de Octubre
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Adecuación de puerto para carga de la batería en la tapa previamente impresa || 4 Horas || 12 TS
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! Miercoles 30 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Adecuación de la superficie del socket || 4 Horas || 12 TS
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! Martes 29 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Calibración y pruebas basicas de agarre  || 4 Horas || 12 TS
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! Lunes 28 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Cambio de sensor y continuación de calibración de posiciones de los motores || 4 Horas || 12 TS
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! Sabado 26 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Entrega de prótesis || 4 Horas || 12 TS
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! Viernes 25 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Detalles finales para la entrega || 3 Horas || 9 TS
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! Jueves 24 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Arreglo de detalles de pintura || 3 Horas || 9 TS
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! Miercoles 23 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Arreglo de detalles de pintura || 3 Horas || 9 TS
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! Martes 22 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Pruebas del programa de la protesis|| 3 Horas || 9 TS
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! Lunes 21 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Pruebas del programa de la protesis|| 4 Horas || 12 TS
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! Sabado 19 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Retoque de detalles finales para la entrega|| 7 Horas || 21 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:437306 Thereduck] || Retoque de detalles finales para la entrega|| 7 Horas || 21 TS
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! Viernes 18 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Conexión de sensores de posición de los motores|| 7 Horas || 21 TS
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! Jueves 17 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Cambio de hilos de tracción de los dedos || 7 Horas || 21 TS
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! Miercoles 16 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Ensamble de mecanismo nuevo de tracción de los dedos || 7 Horas || 21 TS
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! Martes 15 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Diseño de soportes para nuevos motores || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 14 de Octubre
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Prueba de nuevo mecanismo de accionamiento de los dedos    || 7 Horas || 21 TS
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TODO: Se deben diseñar el soporte de los resortes, comprar resortes, rediseñar tarjeta pcb, rediseñar tapa de bateria
  
 
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Ensamble de prótesis || 4 Horas || 12 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Se ha probado el mecanismo de actuador lineal || 7 Horas || 21 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:437306 thereduck] || junto a [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] se observaron el funcionamiento y accionar del movento de los dedos y su mecanismo y fabian diseño un mecanismo mas eficaz para el accionar de los mismo || 2 Horas || 6 TS
 
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Comentarios: Se ha encontrado una falla en el actuador lineal que mueve los dedos de la prótesis, se diseñara e implementara un mecanismo mas sencillo
  
 
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Diseño e impresión de tapa de motor  || 4 Horas || 12 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Ajuste y pintura de tapa de motor  || 4 Horas || 12 TS
 
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Diseño e impresión de tapa de batería  || 5 Horas || 15 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Ajuste y pintura de tapa de batería  || 5 Horas || 15 TS
 
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Impresion y cambio de dedos meñique y pulgar  || 5 Horas || 15 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || Impresión y cambio de dedos meñique y pulgar  || 5 Horas || 15 TS
 
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Latest revision as of 18:14, 20 April 2022

Julian entrega 003.jpg

Jefe de proyecto

Maker Image Profile
Castillo Angela
Br 103591 photo.jpg

Presentacion

Julian entrega 003.jpg
Julian Angela.jpg


Julian Castillo es un niño de 11 años y habita en la ciudad de Bogota, en el pasado ha sido beneficiario de la fundación con una protesis mecanica personalizada con motivo del superheroe Batman, ha utilizado tambien un exoesqueleto desarrollado por su tía Angela en compañía de la fundación M3D. En este proyecto se desarrollará una prótesis mioeléctrica para su brazo derecho, la cual le servirá para mejorar su movilidad y será la plataforma de entrenamiento para futuras prótesis mas avanzadas.

Objetivo

Este proyecto es un proyecto de vida para Julian. Vamos a documentar aquí todos los modelos de prótesis que va a recibir a lo largo de su vida, tratando de tener para él siempre los mejores avances de la tecnología, para que el uso de la prótesis pueda ser cada vez más útil para él.

Calibración y Entrega

El sabado 26 de Octubre de 2019 se ha tenido un encuentro con Angela y su sobrino Julián con motivo de revisar el ajuste de la prótesis y verificar que las medidas sean correctas, durante las pruebas de agarre ha fallado un sensor de posición en los motores el cual sera reemplazado el dia Lunes 28 de Octubre, asi la prótesis será lista para entregar.

  • Prueba de prótesis

  • Julian entrega 002.jpg
  • Julian entrega 003.jpg

El Sabado 2 de Noviembre de 2019 se ha realizado la entrega final de la prótesis de Julian, el ajuste de la prótesis es firme aunque es necesario utilizar una media o material suplementario que evite que la protesis se deslice y pierda su posición, se ha programado el sensor de activación para ejecutar un agarre tipo pinza, el cual es muy util para tomar objetos pequeños, se ha instalado una batería con autonomía de 2 horas de trabajo contínuo, se espera que esta protesis tenga un tiempo de uso no mayor a un año, cuando el beneficiario ya haya crecido y sea necesario fabricar otra.

  • Pruebas de agarre

  • Julianfinal 001.png
  • Julianfinal 003.png
  • Julianfinal 004.png

Desarrolladores

Maker Foto
Daniela Arboleda
Br 623750 photo.jpg
Maker Foto
Bustos Fabian
Fabian.jpg

Etapas

Evaluación Psicológica

  • Julian es un chico muy inteligente y apasionado por los videojuegos, su favorito es Halo y ha elegido al personaje principal del videojuego como inspiración para su nueva prótesis, se espera que la protesis ademas de ser una solución funcional para mejorar la movilidad, sea tambien una herramienta que le de una identidad en el ambiente escolar, personal y familiar.

  • Personaje de Videojuego Halo

  • Vista previa de la protesis

Evaluación Antropométrica

El caso de Julian se trata de una simbraquidactilia leve la cual es una malformación congénita, donde los dedos de la mano se desarrollan poco aunque presentan movilidad, esta prótesis sera una extensión de la extremidad, se habilitará una mano flexible con un movimiento de pinza basico inicialmente.

  • Vista Lateral

  • Vista Frontal

  • Medidas Tomadas

Diseño de Extremidad

El modelo tridimensional de la extremidad se realizó en el software FUSION 360 utilizando imagenes de fondo como referencia de la vista frontal y lateral de la extremidad, de este modo se obtuvo una version digitalizada del muñon, con este modelo de base se construye la estructura de la prótesis teniendo en cuenta los volumenes que ocupan los componentes mecánicos y el circuito electrónico dentro de la misma,

  • Imagen 1. Diseño de la prótesis vista lateral

  • Imagen 2. Diseño de la prótesis vista lateral

Diseño 3D

Se ha descargado de la pagina Thingiverse un modelo completo del personaje de videojuego Halo escojido por el beneficiario, de este modelo se ha tomado la parte que va desde el codo hasta la muñeca para hacer un bosquejo del resultado final, ya que esta malla basica posee bajo nivel de poligonos y debido a varias modificaciones ha perdido su forma, se ha construido un brazo nuevo con curvas mejor definidas, con los espacios y divisiones pensados para alojar los mecanismos y circuitos funcionales.


  • Imagen 3. Modelo Spartan de videojuego Halo

  • Imagen 4. Brazo modelo original

  • Imagen 5. Brazo modelo original

  • Imagen 6. Palma anterior y nueva prótesis

  • Imagen 7.Detalles de la mano

  • Detalle de tapa

  • Tapa de motor

Diseño Mecánico

Esta protesis sera de algun modo una extensión articulada del brazo, tendra 5 dedos como una mano normal. El movimiento de los dedos se ejecutara por medio de un actuador lineal que se compone de un tornillo impulsado por un micromotor DC de alto torque, este tornillo hace desplazar una pieza metálica que sostiene los hilos hasta los dedos, este mecanismo se ha elegido por su rapida ejecución de movimientos y la fuerza que puede ejercer en los dedos de la mano, lo que puede presentar un agarre y desempeño mejorados, comparado con los servos convencionales que por su diseño y limitaciones mecánicas han sido descartados de este modelo de prótesis.

  • Brazo Actuador

  • Brazo Actuador

  • Diferentes agarres de la mano

En la imagen anterior se pueden observar los diferentes agarres que realiza la mano humana, que son necesarios para desarrollar distintas tareas cotidianas. La prótesis permitirá que el paciente pueda desarrollar estos diferentes movimientos para una mayor comodidad e independencia, estos agarres se ejecutarán mediante diferentes circuitos que se activan en el momento que el beneficiario lo desee.

14/10/2019 Se ha probado el mecanismo mencionado anteriormente para el movimiento de los dedos, presentando como resultado bajo desempeño en fuerza y velocidad de ejecución, debido a esto se utilizaran dos micromotores de alto torque en una posición lineal para ejecutar acciones basicas independientes, el primer motor ejecutara un movimiento entre los dedos indice y pulgar, el segundo motor se encargará de los tres dedos restantes, con esta configuración se pueden obtener posiciones tipo pinza que se utiliza comunmente para tomar pequeños objetos y la posición cylindrical-spherical que se ejecuta con los dos motores y se utiliza para tomar objetos cilíndricos y esféricos como pelotas, se utilizan sensores de corriente para tener en cuenta los limites de torque del motor y asi alargar su vida util.

  • Nuevo Mecanismo

  • Micromotor N20

  • Motoresjulian002.jpg
  • Circuito mecanica 002.jpg
  • Circuito-Mecanica 001.jpg
  • Circuito Mecanica 003.jpg

Diseño Electrónico

Teniendo en cuenta que el beneficiario posee movimiento en la muñeca se seleccionó como dispositivo de control de la protesis un sensor resistivo de fuerza que nos da una resolución de 1023 niveles de sensibilidad, utilizando filtros estos niveles se pueden utilizar para multiples movimientos dependiendo de los actuadores y la configuración de estos, inicialmente la prótesis debe abrir y cerrar la mano al poner o quitar la presión del sensor tal como se ha implementado en el proyecto Creating_Protesis_con_rotacion_de_muneca de Miguel Durán.

En las siguientes imágenes se puede observar circuito final esquemático y en pcb del prototipo de la mano, esta compuesto por diferentes componentes tales como una galga, Arduino nano, L293D, resistencia de 10k, endsstop que funcionan como un switch, adicionalmente se hace uso de un motor dc.

A lo largo del proceso se decidió realizar el circuito en una pcb ya que de esta forma las conexiones entre los elementos electrónicos es mas segura, ademas de que su tamaño disminuyen gran medida y es de mayor facilidad para adecuarla a la pieza de la prótesis.

Inicialmente se ha probado el control del movimiento del actuador lineal utilizando 2 microswitch como finales de carrera, los cuales en el firmware activan o desactivan el movimiento del motor hasta que sean activados por la pieza movil, la dirección se define por la presión que existe en el sensor, si la señal del control manual supera un umbral definido dentro de los 800 niveles de señal, se conservaran las primeras 200 unidades como zona de seguridad donde el sensor no generara acción alguna, este valor puede variar y puede ser ajustable manualmente desde un trimmer conectado a un pin analogo.

Se utilizara una resistencia conectada como sensor de consumo de corriente en el circuito de control de motores, con la señal de este sensor de corriente sabremos con precision el esfuerzo que hace el motor y los picos de corriente maximos que el motor puede manejar, asi el programa tiene definidos los puntos donde el mecanismo presenta un problema de movimiento y la decisión de seguridad es no permitir movimiento del motor hasta el proximo reset.

La secuencia de inicio del programa toma una evaluación rapida del estado de los sensores y del desempeño del motor, si existe alguna falla se genera un reporte por el puerto serial.

  • Imagen 11. Circuito esquematico de la protesis de la mano

  • Imagen 12. Circuito pcb de la protesis de la mano

  • Imagen 9. Sensor de Fuerza

  • Imagen 10.Prototipo de Circuito Electrónico

Impresión 3D

En las partes estructurales y funcionales de este modelo de protesis se utilizaran materiales rigidos y flexibles impresos en 3D, para la seccion del brazo y la palma se utilzará plastico PLA impreso con densidad de 40% a una resolución de 0.2mm, en el caso de los dedos se utilizara polimero flexible Ninja Flex que le da a los dedos su propiedad elástica y mejora el agarre de objetos.

La impresión de los polimeros flexibles como TPU, TPE, eFlex, NinjaFlex entre otros requiere un ajuste de la velocidad de impresión, normalmente la velocidad segura de impresión es de 5 a 20 mm/s o la cuarta parte de la velocidad normal con plásticos rígidos como PLA (30-60 mm/s), la temperatura de impresión promedio es de 210 grados, puede variar dependiendo del fabricante.

  • Imagen 13. Impresión de los dedos

  • Imagen 14. Impresión de los dedos

  • Dedos de la mano

  • Piezas del brazo

  • Bisagra para tapa

  • Software de impresion 3D

PostProceso y Ensamble

22/09/2019

Se ha rediseñado el brazo para hacer el ensamble de manera modular, estas piezas se unieron utilizando adhesivo de plastico PLA diluido en Cloruro de Metileno, este brazo se imprime en 4 partes que terminan en dos piezas, la primera es el armazon que sostiene la mano y la segunda es una tapa de cierre lateral con broche para asegurar el brazo. El volumen de relleno que se ha utilizado en estas piezas es de 20%, gracias a esto las partes plasticas no representan un peso importante para la prótesis.

  • Prototipo de palma

  • Impresión de piezas

  • Ensamble modular de brazo

  • Ensamble modular de brazo

  • Prototipo de Tapa para Palma

  • Ensamble de la parte lateral

Se ha diseñado una tapa de material flexible que se ubicará en la palma de la mano protésica protegiendo la extremidad, en esta tapa se instala también el sensor electrónico de presión que controla el movimiento de la prótesis.

Se imprime el mecanismo móvil de la prótesis con su tapa y el protector de la batería

  • Protesis pintura

  • Protesispintada002.jpg
  • Protesispintada003.jpg
  • Protesispintada005.jpg
  • Protesispintada006.jpg
  • Protesispintada007.jpg

Actividades

Reportes y TS Noviembre 2019

Sabado 2 de Noviembre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Entrega final de prótesis al beneficiario 4 Horas 12 TS
Viernes 1 de Noviembre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Posicionamiento de sensor de presión de acuerdo a las medidas tomadas el sabado 26 4 Horas 12 TS

Reportes y TS Octubre 2019

Jueves 31 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Adecuación de puerto para carga de la batería en la tapa previamente impresa 4 Horas 12 TS
Miercoles 30 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Adecuación de la superficie del socket 4 Horas 12 TS
Martes 29 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Calibración y pruebas basicas de agarre 4 Horas 12 TS
Lunes 28 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Cambio de sensor y continuación de calibración de posiciones de los motores 4 Horas 12 TS
Sabado 26 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Entrega de prótesis 4 Horas 12 TS
Viernes 25 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Detalles finales para la entrega 3 Horas 9 TS
Jueves 24 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Arreglo de detalles de pintura 3 Horas 9 TS
Miercoles 23 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Arreglo de detalles de pintura 3 Horas 9 TS
Martes 22 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Pruebas del programa de la protesis 3 Horas 9 TS
Lunes 21 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Pruebas del programa de la protesis 4 Horas 12 TS
Sabado 19 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Retoque de detalles finales para la entrega 7 Horas 21 TS
Thereduck Retoque de detalles finales para la entrega 7 Horas 21 TS
Viernes 18 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Conexión de sensores de posición de los motores 7 Horas 21 TS
Jueves 17 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Cambio de hilos de tracción de los dedos 7 Horas 21 TS
Miercoles 16 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ensamble de mecanismo nuevo de tracción de los dedos 7 Horas 21 TS
Martes 15 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño de soportes para nuevos motores 7 Horas 21 TS
Lunes 14 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Prueba de nuevo mecanismo de accionamiento de los dedos 7 Horas 21 TS

TODO: Se deben diseñar el soporte de los resortes, comprar resortes, rediseñar tarjeta pcb, rediseñar tapa de bateria

Sabado 12 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Se ha probado el mecanismo de actuador lineal 7 Horas 21 TS
thereduck junto a Fabian Bustos se observaron el funcionamiento y accionar del movento de los dedos y su mecanismo y fabian diseño un mecanismo mas eficaz para el accionar de los mismo 2 Horas 6 TS

Comentarios: Se ha encontrado una falla en el actuador lineal que mueve los dedos de la prótesis, se diseñara e implementara un mecanismo mas sencillo

Viernes 11 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ensamble de actuador lineal 4 Horas 12 TS
Jueves 10 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Rediseño de partes mecánicas del actuador 4 Horas 12 TS
Miercoles 9 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Rediseño de partes mecánicas del actuador 4 Horas 12 TS
Martes 8 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Pruebas de fuerza de agarre 4 Horas 12 TS
Lunes 7 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Arreglo de detalles de pintura 4 Horas 12 TS
Sabado 5 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ajuste y pintura de tapa de motor 4 Horas 12 TS
Viernes 4 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ajuste y pintura de tapa de batería 5 Horas 15 TS
Jueves 3 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión y cambio de dedos meñique y pulgar 5 Horas 15 TS
Miercoles 2 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Pruebas de circuito electrónico 3 Horas 9 TS
Daniela Arboleda Ensamblar algunas partes de la prótesis 5 Horas 15 TS
Martes 1 de Octubre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble de la prótesis 5 Horas 15 TS
Daniela Arboleda Ajustes en el interior de la prótesis 3 Horas 12 TS

Reportes y TS Septiembre 2019

Lunes 30 de Septiembre Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble de la protesis 4 Horas 12 TS
Daniela Arboleda Reposicion del dedo meñique 3 Horas 9 TS


Sabado 28 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble de la prótesis 9 Horas 27 TS


Viernes 27 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble de la protesis 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Impresion de algunas partes de las protesis 2 Horas 9 TS
Jueves 26 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble de la protesis 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Diseño de la tapa donde se ubica el motor e impresión 5 Horas 15 TS
Miercoles 25 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble del Brazo 4 Horas 12 TS
Daniela Arboleda Modificación del Diseño, impresión y ensamble 7 Horas 21 TS

Comentarios: Se debe buscar neopreno y las pinturas para el acabado final de la prótesis.

Martes 24 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble del Brazo 3 Horas 9 TS
Daniela Arboleda Diseño, Impresión y Ensamble del Brazo 6 Horas 18 TS

Comentarios: Se debe buscar neopreno y las pinturas para el acabado final de la prótesis.


Lunes 23 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Diseño, Impresión y Ensamble del Brazo 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Diseño, Impresión y Ensamble del Brazo 5 Horas 15 TS

Comentarios: Se debe buscar neopreno y las pinturas para el acabado final de la prótesis.


Sabado 21 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ensamble del brazo 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Ensamble del brazo 3 Horas 9 TS

Comentarios: Se debe buscar neopreno y las pinturas para el acabado final de la prótesis.


Viernes 20 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresion de piezas 7 Horas 21 TS
Daniela Arboleda Impresion de piezas 3 Hora 9 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano

Jueves 19 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Ensamble de la mano 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Ensamble de los dedos 4 Horas y 20 min 13 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano

Miercoles 18 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión y ensamble de la mano 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Ensamble de los dedos 7 Horas 21 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano


Martes 17 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión y ensamble de la mano 6 Horas 18 TS
Daniela Arboleda Impresión y ensamble de la mano 6 Horas 18 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano


Lunes 16 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión de Prótesis 7 Horas 21 TS
Daniela Arboleda Diseño de circuito electrónico en PCB 6 Horas 18 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano


Sabado 14 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión de dedos de la mano 4 Horas 12 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano

Viernes 13 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión de dedos de la mano 4 Horas 12 TS
Pi rat Impresión de dedos de la mano 2 Horas 6 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano


Jueves 12 Descripción Tiempo TS
Fabian Bustos Impresión de dedos de la mano 4 Horas 12 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano


Miércoles 11 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Impresión final del dedo corazón. Se volvió a realizar la impresión de mano y se actualizó de la wiki 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Impresión final del dedo corazón. Se volvió a realizar la impresión de mano 2 Horas 6 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano

Martes 10 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se realizó el circuito esquematico y circuito en pcb 4 Horas 12 TS
Fabian Bustos Impresión final del dedo meñique 4 Horas 12 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano

Lunes 9 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda impresión de dedos 3 Horas 9 TS
Miguel Duran impresión de dedos 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Impresión de dedos 4 Horas 12 TS


Sabado 7 Descripción Tiempo TS


Fabian Bustos Impresión de dedos y ajuste de medidas al modelo 3D 6 Horas 18 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano [1].


Viernes 6 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Impresión de dedos y decoración 7 Horas 21 TS
Fabian Bustos Impresión de dedos y decoración 4 Horas 12 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano [2].


Jueves 5 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Impresión de dedos, palma de la mano y decoraciones 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Impresión de dedos y palma de la mano 6 Horas 18 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano [3].


Miercoles 4 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Impresión de dedos, palma de la mano y decoraciones, se realizaron algunas modificacones 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Impresión de dedos y palma de la mano 6 Horas 18 TS

TODO: Queda pendiente la compra de los fingertips para los dedos de la mano [4].


Martes 3 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Prueba de impresión de dedos 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Prueba impresión de dedos 6 Horas 18 TS

TODO: Retoque de detalles en la palma y dedos, impresión de la mano

Lunes 2 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Pruebas de impresión del dedo meñique 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Pruebas de impresión del dedo meñique 3 Horas 12 TS

TODO: Retoque de detalles en la palma y dedos, impresión de la mano

Reportes y TS Agosto 2019

Sabado 31 Descripción Tiempo TS


Fabian Bustos Integración de los elementos mecánicos en el modelo de la prótesis 4 Horas 12 TS


Viernes 30 Descripción Tiempo TS


Fabian Bustos Integración de los elementos mecánicos en el modelo de la prótesis 4 Horas 12 TS
Jueves 29 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda En el día de hoy se hicieron las pruebas de impresión de dos dedos de la mano 6 Horas 18 TS

Comentarios: Se imprimieron dos dedos de prueba con problemas de baja calidad en la textura. TODO: Probar diferentes configuraciones de impresión para lograr el mejor resultado posible.

Miércoles 28 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se empezó a trabajar en el nuevo modelo de la mano, se desarrollaron algunas modificaciones 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Se empezó a trabajar en el nuevo modelo de la mano, se desarrollaron algunas modificaciones 4 Horas 12 TS
Pirat Se empezó a trabajar en el nuevo modelo de la mano, se desarrollaron algunas modificaciones 2 Horas 6 TS
Martes 27 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se considera el cambio del modelo de la mano por problemas de incompatibilidad entre las mallas. 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Se considera el cambio del modelo de la mano por problemas de incompatibilidad entre las mallas. 4 Horas 12 TS


Lunes 26 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Construcción de los conductos internos para los hilos de la mano protésica 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Construcción de los conductos internos para los hilos de la mano protésica 4 Horas 12 TS
Pirat Construcción de los conductos internos para los hilos de la mano protésica 2 Horas 6 TS



viernes 23 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Modificaciones a la unión entre la mano y el brazo de la prótesis 5 Horas 15 TS
Fabian Bustos Modificaciones a la unión entre la mano y el brazo de la prótesis 4 Horas 12 TS



jueves 22 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Análisis de uso de la prótesis 2 Horas 6 TS
Fabian Bustos Análisis de uso de la prótesis 4 Horas 12 TS
Pirat Análisis de uso de la prótesis 2 Horas 6 TS


Miércoles 21 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se termino de realizar las decoraciones y algunas reestructuraciones de la mano del prototipo de Halo 5 Horas 15 TS
Fabian Bustos Investigación sobre materiales para el Socket de la prótesis 4 Horas 12 TS
Viernes 16 Descripción Tiempo TS
Pirat impresion 2 Horas 6 TS
Fabian Bustos Programación del firmware de la prótesis 4 Horas 12 TS
Jueves 15 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se llevaron acabo algunas correcciones a los elementos realizados el día anterior, ya que presentaron errores al unir todos los cuerpos del objeto. 5 Horas 15 TS
Fabian Bustos Programación del firmware de la prótesis 4 Horas 12 TS


Miércoles 14 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se desarrollaron las decoraciones que se ubican en la mano acorde a las peticiones del beneficiario. . 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Programación del firmware de la prótesis 4 Horas 12 TS 
Comentario:  Solo se pudo terminar un dedo, ya que se presentaron diferentes complicaciones con el diseño.
Martes 13 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda En esta parte del proceso se realizó diferentes modificaciones a los diseños establecidos anteriormente con el fin de brindar una mayor comodidad al beneficiario. 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Modelado de la tapa que cubre la extremidad sobre la palma 5 Horas 15 TS


Lunes 12 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Para la segunda parte de este proceso, se uso como guía un archivo descargado de Thingiverse al cual se le realizaron algunas modificaciones a la estructura de Halo, tales como la eliminación de algunas partes sobrantes del modelo, ajustar las medidas según el socket diseñado, convertirlo a un modelo solido y volver a estructurar el área de la mano para adaptarla a la del paciente. 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Modificación de la palma de la protesis para que se acople a la forma de la extremidad 4 Horas 12 TS


Viernes 9 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se ha hecho el modelo 3D de la palma de la mano en Rhinoceros 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Montaje del prototipo del actuador mecánico que moverá los dedos en la prótesis 5 horas 15 TS 
TODO: Modelado de los dedos de la mano protésica
Jueves 8 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se ha hecho el modelo 3D de la palma de la mano en Rhinoceros 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Montaje del prototipo del actuador mecánico que moverá los dedos en la prótesis 5 horas 15 TS 
TODO: Modelado de los dedos de la mano protésica


Miercoles 7 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se han utilizado las medidas tomadas en la evaluación antropométrica para escalar la extremidad al tamaño real y asi trabajar sobre ella el diseño de la protesis 3 Horas 9 TS
Fabian Bustos Modelado básico de la prótesis teniendo en cuenta los componentes mecánicos y electrónicos 3 horas 9 TS 
TODO:Modelado basico de la mano protésica


Martes 6 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Diseño de los dedos de la extremidad 8 Horas 24 TS
Fabian Bustos Modelado basico de la prótesis teniendo en cuenta los componentes mecánicos y electrónicos 4 horas 12 TS 
TODO: Escalado de la extremidad a tamaño real Commentarios: Hemos seleccionado el software Rhinoceros para continuar el diseño ya que Fusion 360 no funciona muy bien a causa de la conexion a internet


Lunes 5 Descripción Tiempo TS
Daniela Arboleda Se ha hecho el modelo tridimensional de la extremidad en el sofware FUSION 360 6 Horas 18 TS
Fabian Bustos Modelado basico de la prótesis teniendo en cuenta las medidas del brazo izquierdo 4 horas 12 TS 
TODO: Diseño de los dedos de la extremidad. Comentarios: Hemos tenido dificultad con el software Fusion 360 funciona online y la conexión a internet es de mala calidad.
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