Difference between revisions of "Prótesis Andrés Camilo Sánchez"

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== Tutores ==
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== Presentación ==
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Los desarrollos en tecnología son cada vez más impresionantes, con posibilidades cada vez más amplias y funcionales en varios escenarios de la industria y las telecomunicaciones, por mencionar algunas. Desde 2012 la [https://materializacion3d.com/ Fundación M3D] ha sido un centro de Investigación en Bioingenieria donde se han logrado avances importantes en el estudio de la Biónica de Brazo, generando a su vez soluciones protésicas de brazo para sus beneficiarios en Colombia.
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:382172 Johan Garcia] || [[File:Br_382172_photo.jpg|thumb]]
 
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== Desarrolladores ==
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Después de recopilar y analizar los antecedentes de las tecnologías disponibles, teniendo en cuenta las soluciones entregadas hasta la fecha, sus resultados e interacción con el usuario, hemos optimizado los procesos para la generación de modelos y software para ofrecer a nuestros beneficiarios nuevas soluciones para casos de prótesis transhumeral, hemos decidido generar una ayuda biomecánica para Andrés Camilo que sea de utilidad para sus tareas cotidianas básicas, esta se diseñará y se construira con la posibilidad de generar mecanicamente movimientos y posiciones muy naturales, un set de funciones básicas en su programación, la cual puede ser actualizada posteriormente para llegar a niveles más elevados de dificultad de control y hasta sensación si se desea integrar redes adicionales de sensores en el futuro. La parte estética de la solución será un equilibrio entre la idea de personalización que el usuario desee, la forma de los actuadores y partes estructurales esenciales para el funcionamiento de la prótesis, es importante que aunque la protesis presente una apariencia personalizada, también sea posible mantener una presentación formal básica y funcional, para esto se utilizaran paneles removibles para mantener una forma básica y neutral.
  
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== Desarrolladores y Recursos ==
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabian Bustos] || [[File:Fabian.jpg|220px]]
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:382172 Johan Garcia]<br> Tutor || [[File:Br_382172_photo.jpg|thumb]]
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:924818 Andres Camilo]<br> Jefe de Proyecto|| [[File:Br 924818 photo.jpg|150px|thumb]]
 
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| [[Fabian Bustos]] <br> Voluntario|| [[File:Fabian.jpg|Fabian.jpg]]
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:830669 Sebastián Ramírez]<br> Practicante || [[File:br_830669_photo.jpg|150px]]
 
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:830669 Sebastián Ramírez] || [[File:br_830669_photo.jpg|190px]]
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:268907 Melissa]<br> Practicante || [[File:br_268907_photo.jpg|150px]]
 
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! Profile
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! Componente
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!Cant
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! Valor Total
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! Estado
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| Filamento 3D PLA X 1kg
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| 80.000 COP
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|1
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| 80.000 COP
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| Disponible en Inventario FM3D
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| Actuador Lineal Actuonix L16-50-R
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| 275.000 COP
 +
| 2
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| 550.000 COP
 +
| Disponible en Inventario FM3D
 +
|-
 +
| Batería Zippy Compact 3000mah 3s1p 20c Lipo
 +
| 260.000 COP
 +
| 2
 +
| 520.000 COP
 +
| Disponible en Inventario FM3D
 +
|-
 +
| Servo-motor MG995R
 +
| 25.000 COP
 +
| 3
 +
| 75.000 COP
 +
| Disponible en Inventario FM3D
 +
|-
 +
| Motor DC 5RPM 24v Alto Torque
 +
| 35.000 COP
 +
| 1
 +
| 35.000 COP
 +
| Disponible en Inventario FM3D
 +
|-
 +
| Puente H Mx1508 L298 Driver Motor Dc
 +
| 5.500 COP
 +
|1
 +
| 5.500 COP
 +
| Disponible en Inventario FM3D
 +
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 +
| Procesador ESP32
 +
| 34.000 COP
 +
|1
 +
| 34.000 COP
 +
| Disponible<br>Donado por [[Fabian Bustos]]
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 +
| Módulo Aceleròmetro MPU6050
 +
| 9.000 COP
 +
|1
 +
| 9.000 COP
 +
| Disponible<br>Donado por [[Fabian Bustos]]
 +
|-
 +
| Metro de Cable Control 6x22
 +
| 6.000 COP
 +
| 2
 +
| 12.000 COP
 +
| Disponible<br>Donado por [[Fabian Bustos]]
  
 
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:268907 Melissa] || [[File:br_268907_photo.jpg|265px]]
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| Total
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|  
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| 1.320.500 COP
 
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== Jefe de proyecto ==
 
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! Profile
 
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! Photo
 
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| [https://fr.utopiamaker.com/m3duto/user:924818 Andres Camilo] || [[File:Br 924818 photo.jpg|150px|thumb]]
 
 
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== Etapas de Desarrollo==
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=== Evaluación Antropométrica ===
  
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Los desarrollos en tecnología son cada vez más impresionantes, con posibilidades cada vez más amplias y funcionales en varios escenarios de la industria y las telecomunicaciones, por mencionar algunas. Desde 2012 la [https://materializacion3d.com/ Fundación M3D] ha sido un centro de Investigación en Bioingenieria donde se han logrado avances importantes en el estudio de la Biónica de Brazo, generando a su vez soluciones protésicas de brazo para sus beneficiarios en Colombia.
+
En esta sección se recopila toda la información dimensional del caso para analizar la construcción a escala real un ensamble detallado de la pròtesis en software 3D, contiene los datos de las sesiones de toma de medidas junto con el scan 3D o modelado por fotogrametría de la extremidad, datos necesarios para realizar una correcta distribución antropométrica, lo que nos dara las posiciones apropiadas para los actuadores electro-mecánicos, sensores, tarjetas de control y demás componentes funcionales de la solución.  
  
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Después de recopilar y analizar los antecedentes de las tecnologías disponibles,las soluciones entregadas hasta la fecha, sus resultados e interacción con el usuario, hemos decidido generar una ayuda biomecánica para Andrés Camilo que sea de utilidad para sus tareas cotidianas básicas, esta se diseñará y se construira con la posibilidad de generar mecanicamente movimientos y posiciones muy naturales, un set de funciones básicas en su programación, la cual puede ser actualizada posteriormente para llegar a niveles más elevados de dificultad de control y hasta sensación si se desea integrar redes adicionales de sensores en el futuro. La parte estética de la solución será un equilibrio entre la idea de personalización que el usuario desee, la forma de los actuadores y partes estructurales esenciales para el funcionamiento de la prótesis, es importante que aunque la protesis presente una apariencia personalizada, también sea posible mantener una presentación formal básica y funcional, para esto se utilizaran paneles removibles para mantener una forma basica y neutral.
+
==== Diseño Socket ====
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[[File:WhatsApp Image 2020-08-23 at 11.03.43.jpg|200px|thumb|Andrés Camilo Sanchez]]
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El socket es la porción de la prótesis que se acomoda alrededor del muñón a la cual se conectan los demás componentes, es una parte importante de la prótesis pues tiene la función de alojar el muñón, desempeñando funciones de apoyo, control e interacción entre el beneficiario y el miembro artificial.
 +
Este elemento permite el contacto total entre el socket y el miembro residual, evitando movimientos inadvertidos y posibles lesiones causadas por concentraciones incómodas de presión.
 +
El proceso de construcción del socket tuvo varias etapas, desde la toma inicial del molde en yeso del muñón, hasta la construcción del socket definitivo.
 +
Para la primera etapa se tomó el molde en yeso, se hizo la toma de medidas y el escáner del mismo; para el escáner del muñón se utilizó el programa skanect, el cual consta de un dispositivo que escanea el miembro con un Kinect y la imagen captada es digitalizada para guardar la forma y luego trabajar sobre esta en un programa de diseño.  
  
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== Etapas ==
+
Para la segunda etapa, el diseño, se realizó un estudio de los tipos de socket que son usados en la actualidad y las ventajas que ofrece cada uno hasta llegar a un modelo que se acopla correctamente a la anatomía del beneficiario, se usó el programa Rhinoceros 3d, este programa nos permitió diseñar cada capa del socket y suavizar los acabados del mismo, la forma fue captada desde el escáner captado en la etapa de toma de medidas.
 +
Para este diseño se tuvo en cuenta el encaje que tendría a la parte del antebrazo, se tuvo en cuenta el anclaje de un motor dc a la parte inferior del socket, el cual también encaja desde su eje al antebrazo para permitirle la movilidad al resto del brazo, además de una pieza que le da más resistencia ante los movimientos propios de la prótesis.
  
 +
Se tuvo en cuenta que para hacer uso de una prótesis debe haber algún material que proteja el muñón de posibles lesiones que puede causar el uso de la prótesis, pues al estar en contacto directo con la piel se pueden generar daños o irritación en la piel, para esto se diseñó un liner, se trata de una cubierta protectora hecha de un material flexible, acolchado, que permite la transpiración de la piel y tiene secado rápido. Se coloca sobre el muñón de forma que lo cubra para reducir el roce entre la piel y el encaje protésico (socket).
 +
Para el liner se realizó un estudio de los materiales que tienen las propiedades previamente mencionadas, por lo que finalmente se diseñó con un material llamado elastano, siguiendo las medidas del muñón y añadiendo pequeños puntos de látex líquido en el exterior del liner con el fin de que evitara el movimiento en el socket.
  
  
−
=== Evaluación Antropométrica ===
+
Posterior al diseño e impresión del socket se pulieron las piezas en la máquina de acabados para retirar algunas partes sobrantes que fueron impresas, para luego ensamblar todas las piezas del socket y hacer la unión con el motor dc y el antebrazo.
  
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En esta etapa se dispuso a conocer el caso de Camilo, conocer sus medidas con respecto al miembro superior derecho, esto con el fin de plantear el diseño y el mecanismo con el que se desarrollará la prótesis.
 
  
 
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WhatsApp Image 2020-08-23 at 11.03.43.jpg | Vista Frontal
 
WhatsApp Image 2020-08-23 at 11.03.43.jpg | Vista Frontal
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79b4c4ca-ec90-4dd2-86c0-b18218cb3429.jpg|Medidas miembro superior derecho
 
 
ANTROPO 00B2.png|Calculo de Proporciones  
 
ANTROPO 00B2.png|Calculo de Proporciones  
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Molde en yeso.jpg|Imagen 1: Molde en yeso del brazo derecho
 +
SOCKET.png|Imagen 3: Diseño de socket
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Harness front.jpg|thumb|Arnés Vista Frontal
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Harness back.jpg|thumb|Arnés Poterior
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Harness shoulder detail.jpg|thumb|Arnés Detalle Hombro
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Harness detail back.jpg|thumb|Arnés Detalle Espalda
 
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=== Diseño de prótesis ===
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=== Diseño de Prótesis ===
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Apariencia
 
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Andrés ha elegido el estilo que quiere para su prótesis, se trata de el videojuego CREED, el personaje utiliza vestiduras de tela y una armadura de brazo, tipo guerrero medieval,  utiliza algunas armas que tienen detalles y grabados de los la que también se pueden sacar superficies y formas relacionadas al juego, en las superficies mas visibles de la mano incluirá algunos logos del juego, es importante tener en cuenta que el usuario puede no querer tener siempre la misma apariencia, por lo que el diseño de la parte gráfica debe ser hecho sobre páneles o covers removibles e independientes del sistema mecánico/electrónico y sin afectar su apariencia basica estética de mano biónica, asi serán facilmente retirados o reemplazados por otros nuevos. La parte del codo bajo el socket se construirá como un brazo robótico con apariencia un poco plana, sin muchas curvas, debido a que el espacio es mayormente ocupado por los motores y las estructuras de soporte, la mano es un modelo ya utilizado para la [https://wiki.utopiamaker.com/index.php/Pr%C3%B3tesis_Erick Prótesis de Erick Yate], este se modificará por segunda vez para mejorar algunos detalles en las falanges de los dedos y para integrar los actuadores que les darán movilidad. En las dos primeras imagenes de la izquierda se puede apreciar el modelo inicial de la mano, se tomarán los datos de la evaluación antropométrica para escalar los modelos de los dedos, palma y brazo a las medidas reales,
 
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Batería
 
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La batería se posicionará a la altura del brazo o se definirá si es más viable dejarla para conectar y cargarla en el bolsillo mientras esta alimenta la prótesis por medio de un cable, esto se hace pensando en la facil utilización e interacción con las vestiduras ,
 
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Materiales
 
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se utilizarán materiales rígidos y flexibles en diferentes zonas de la protesis dependiendo del análisis mecánico.
 
  
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*Personalización
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Andrés ha elegido el estilo que quiere para su prótesis, se trata de el videojuego CREED, el personaje utiliza vestiduras de tela y una armadura de brazo, tipo guerrero medieval,  utiliza algunas armas que tienen detalles y grabados de los la que también se pueden sacar superficies y formas relacionadas al juego, en las superficies mas visibles de la mano incluirá algunos logos del juego, es importante tener en cuenta que el usuario puede no querer tener siempre la misma apariencia, por lo que el diseño de la parte gráfica debe ser hecho sobre páneles o covers removibles e independientes del sistema mecánico/electrónico y sin afectar su apariencia basica estética de mano biónica, asi serán facilmente retirados o reemplazados por otros nuevos. La parte del codo bajo el socket se construirá como un brazo robótico con apariencia un poco plana, sin muchas curvas, debido a que el espacio es mayormente ocupado por los motores y las estructuras de soporte, la mano es un modelo ya utilizado para la [https://wiki.utopiamaker.com/index.php/Pr%C3%B3tesis_Erick Prótesis de Erick Yate], este se modificará por segunda vez para mejorar algunos detalles en las falanges de los dedos y para integrar los actuadores que les darán movilidad. En las dos primeras imagenes de la izquierda se puede apreciar el modelo inicial de la mano, se tomarán los datos de la evaluación antropométrica para escalar los modelos de los dedos, palma y brazo a las medidas reales.
  
 
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Distribucion de Actuadores.jpg|Plano Inicial
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Estructuras_Basicas_de_Ensamble.jpg|Ensamble de Actuadores y Modelos Iniciales
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Estructuras_Basicas_de_Ensamble_00B.jpg|
 
Mano top.jpg|Nuevo Modelo de Mano
 
Mano top.jpg|Nuevo Modelo de Mano
 
Mano bottom.jpg|
 
Mano bottom.jpg|
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Distribucion de Actuadores.jpg|Plano Inicial
 
 
Comparacion palmas.jpg|Palma Original(Izquierda) y Palma Modificada(Derecha)
 
Comparacion palmas.jpg|Palma Original(Izquierda) y Palma Modificada(Derecha)
 
Inserto Soporte Dedos.jpg|Pieza de Soporte de los Dedos
 
Inserto Soporte Dedos.jpg|Pieza de Soporte de los Dedos
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12_03_2021
  
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Una vez realizado el diseño de la mano se realiza el diseño del antebrazo, para este diseño se calculó la medida del brazo, siendo desde la séptima vertebra hasta el codo, y del antebrazo que es desde el codo hasta el puño. Estos cálculos se hicieron a partir de la medida de la estatura en relación con el número phi ''p'' como se muestran a continuación:
+
Una vez realizado el diseño de la mano con sus accesorios, se realiza el diseño de una pieza/actuador de interconexion entre el brazo y el codo que le permitira ejecutar rotaciones de supinación a pronación, se trata de un servo-motor MG996R que se sitúa dentro de dos modelos cilindricos, transmitiendo un efecto de rotación sobre uno de ellos por medio de un mecanismo de piñon interno similar al planetario, el servomotor transmite movimiento al cilindro exterior, que va unido directamente al resto de la extremidad, la parte cilindrica interna contiene el servomotor y se ha integrado directamente al soporte que conecta con el eje de rotación del codo.
  
 
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Antebrazofrontal.jpg | Antebrazo. Vista Frontal
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ENSAMBLE ROTOR BRAZO.jpg|thumb|Ensamble de Actuador Rotor de Brazo
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Antebrazoderecha.jpg| Antebrazo. Vista Derecha
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Motor giro brazo 00A.jpg|Motor de Giro del Brazo
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Antebrazopespec.jpg| Antebrazo. Perspectiva
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Motor giro brazo 00B.jpg
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Motor giro brazo 00C.jpg|Motor de Giro de Brazo y Codo Integrados
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Pieza Estructural del Brazo.png|Pieza Estructural del Brazo
 
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=== Diseño Socket ===
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9_03_2021
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El socket es la porción de la prótesis que se acomoda alrededor del muñón a la cual se conectan los demás componentes, es una parte importante de la prótesis pues tiene la función de alojar el muñón, desempeñando funciones de apoyo, control e interacción entre el beneficiario y el miembro artificial.
 
−
Este elemento permite el contacto total entre el socket y el miembro residual, evitando movimientos inadvertidos y posibles lesiones causadas por concentraciones incómodas de presión.
 
−
El proceso de construcción del socket tuvo varias etapas, desde la toma inicial del molde en yeso del muñón, hasta la construcción del socket definitivo.
 
−
Para la primera etapa se tomó el molde en yeso, se hizo la toma de medidas y el escáner del mismo; para el escáner del muñón se utilizó el programa skanect, el cual consta de un dispositivo que escanea el miembro con un Kinect y la imagen captada es digitalizada para guardar la forma y luego trabajar sobre esta en un programa de diseño.
 
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Molde en yeso.jpg|Imagen 1: Molde en yeso del brazo derecho
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00A.png|Brazo Andres Sanchez 09_03_2021
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MEDIDAS .jpg|Imagen 2: Medidas brazo derecho
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00B.png|
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00C.png|
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00D.png|
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00E.png|
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Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00F.png|
 
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Para la segunda etapa, el diseño, se realizó un estudio de los tipos de socket que son usados en la actualidad y las ventajas que ofrece cada uno hasta llegar a un modelo que se acopla correctamente a la anatomía del beneficiario, se usó el programa Rhinoceros 3d, este programa nos permitió diseñar cada capa del socket y suavizar los acabados del mismo, la forma fue captada desde el escáner captado en la etapa de toma de medidas.
+
=== Diseño Electromecánico ===
−
Para este diseño se tuvo en cuenta el encaje que tendría a la parte del antebrazo, se tuvo en cuenta el anclaje de un motor dc a la parte inferior del socket, el cual también encaja desde su eje al antebrazo para permitirle la movilidad al resto del brazo, además de una pieza que le da más resistencia ante los movimientos propios de la prótesis.
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[[File:Desplazamiento servo2.jpg|300px|thumb|Diseño de polea]]
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*Requerimientos del Sistema
  
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Esta prótesis será mioeléctrica, esto significa que utilizara una red de actuadores mecànicos (servo-motores), unos dispositivos de captura de señal (sensores), para tomar datos de la actividad muscular del usuario, y una etapa de proceso y toma de decisiones que sera el cerebro operacional de la pròtesis, gobernará sobre su comportamiento y su interacción con el usuario.  
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SOCKET.png|Imagen 3: Diseño de socket
 
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Se tuvo en cuenta que para hacer uso de una prótesis debe haber algún material que proteja el muñón de posibles lesiones que puede causar el uso de la prótesis, pues al estar en contacto directo con la piel se pueden generar daños o irritación en la piel, para esto se diseñó un liner, se trata de una cubierta protectora hecha de un material flexible, acolchado, que permite la transpiración de la piel y tiene secado rápido. Se coloca sobre el muñón de forma que lo cubra para reducir el roce entre la piel y el encaje protésico (socket).
+
*Actuadores Electro-Mecánicos
−
Para el liner se realizó un estudio de los materiales que tienen las propiedades previamente mencionadas, por lo que finalmente se diseñó con un material llamado elastano, siguiendo las medidas del muñón y añadiendo pequeños puntos de látex líquido en el exterior del liner con el fin de que evitara el movimiento en el socket.
 
  
 +
Esta prótesis utilizara actuadores tipo servo-motor, de los mismos utilizados en modelos de RC, estos motores flexionaran los dedos por medio de hilos que se accionan desde las  poleas de los motores, el movimiento de los dedos se reduce a un desplazamiento lineal menor a 4cm de longitud en los hilos, que es el rango entre dedos extendidos y completamente contraidos, al utilizar motores de este tipo se debe diseñar una polea compatible con el mismo teniendo en cuenta que la mitad de la circunferencia sea igual al desplazamiento del dedo, esto se debe a que el servo tiene un giro controlable de 0 a 180 grados como se muestra en la siguiente imagen.
  
−
Posterior al diseño e impresión del socket se pulieron las piezas en la máquina de acabados para retirar algunas partes sobrantes que fueron impresas, para luego ensamblar todas las piezas del socket y hacer la unión con el motor dc y el antebrazo.
 
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=== Diseño electrónico ===
 
−
 
−
Esta prótesis será mioeléctrica, esto significa que utiliza un senso para tomar datos de la actividad muscular de la extremidad, implementa un microcotrolador programable para el proceso de datos y la toma de decisiones, unos actuadores que ejecutan movimiento en el mecanismo de los dedos y muñeca, y un led RGB indicador del estado actual de la prótesis para hacer mas intuitiva la experiencia de usuario.
 
−
 
−
*Sensores
 
−
 
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Para obtener lectura de la actividad muscular utilizamos un sensor infrarrojo de proximidad, el cual se ha fijado a un lugar especifico del socket de la protesis, este sensor toma la distancia resultante de una contracción muscular por medio de una barrera de luz infrarroja, el microcontrolador saca un promedio de 10 muestras para eliminar posibles picos ocasionados por ruido, la señal se escala a un rango de 0 a 180 y se envia directamente a los servos.
 
  
 +
Actuador Rotor de Brazo
 +
[[File:SIstema_Piñon_Interno.jpg|Mecanismo Tipo Piñón Interno|300px|thumb]]
 +
Esta solución protésica tiene como propósito asemejar lo mas posible los movimientos naturales de un brazo orgánico, por esto se ha integrado un actuador posicionado entre el brazo y el codo, que le dará la posibilidad de rotar el brazo sostenido desde el codo en un rango de 180 grados, este actuador le dará a la prótesis la capacidad de efectuar posiciones de supinación y pronación del brazo, este mecanismo se impulsa por medio de un servo-motor MG995R de 9.4kg/cm de torque, su piñonería metálica estará unida a un mecanismo tipo piñón interno que será también un multiplicador de torque por un factor de 2 y que gracias a su forma presenta una ubicación perfecta del actuador y el punto de unión con la pieza estructural del brazo.
  
 
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Sensor-Infrarrojo-de-Herradura.jpg|Sensor-Infrarrojo-de-Herradura
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SIstema_Piñon_Interno.jpg|Mecanismo Tipo Piñón Interno
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Arduino-optointerruptor-funcionamiento.png|Arduino-optointerruptor-funcionamiento
+
Sistema_de_Piñon_Interno_00B.jpg|Diseño de Rotor de Brazo con Mecanismo Tipo Piñón Interno
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ENSAMBLE_ROTOR_BRAZO.jpg|Ensamble Rotor de Brazo
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ENSAMBLE ROTOR BRAZO 00C.jpg|
 
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*Actuadores
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Los actuadores electro-mecánicos son en su mayoría servo-motores de rotación angular máxima de 180 Grados, de estos contamos dos unidades MG996R de 11Kg de torque, cada uno controlando dos dedos, en la configuración (indice, medio - anular, menique). Para el dedo pulgar utilizaremos temporalmente un MG90S de 2.2Kg, el cual puede mejorar para tener un agarre mas efectivo. Para las funciones de extensión, flexión, aducción, abducción, más la libre circunducción de la muñeca usaremos la combinación de dos actuadores lineales [https://www.actuonix.com/category-s/1823.htm Actuonix L-16-50-R] con 50mm de desplazamiento cada uno.
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Esta prótesis utilizara actuadores tipo servo-motor, de los mismos utilizados en modelos de RC, estos motores flexionaran los dedos por medio de hilos que se enrollan sobre poleas cuando los motores se activan, el movimiento de los dedos se reduce a un desplazamiento lineal menor a 4cm de longitud en los hilos, que es el rango entre dedos extendidos y completamente contraidos, al utilizar motores de este tipo se debe diseñar una polea compatible con el mismo teniendo en cuenta que la mitad de la circunferencia sea igual al desplazamiento del dedo, esto se debe a que el servo tiene un giro controlable de 0 a 180 grados como se muestra en la siguiente imagen.
+
[https://www.youtube.com/watch?v=uR2cG-MCWK4 Actuadores Lineales Actuonix de 50mm Test]
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−
Utilizamos servo-motores de engranajes metálicos y alto torque para garantizar el correcto desempeño en diferentes escenarios, para el control de los dedos se han utilizado 4 servo-motores [https://www.towerpro.com.tw/product/mg92b/ TowerPro MG92B] de 3.5kg/cm de torque, con estos se han logrado buenos resultados de agarre en prótesis anteriores producidas por la Fundación M3D.
 
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−
Esta es la primera prótesis de la Fundación M3D que ejecuta movimiento independiente de flexión y extensión de la muñeca, tarea para la cual hemos instalado un servo-motor tipo [https://www.mactronica.com.co/servomotor-futaba-s3003 TowerPro MG995], de engranajes metálicos y 4.1kg/cm de torque, este servo le dara la facultad a la mano de rotar 180 grados y multiplicar las posibilidades a la hora de tomar objetos que esten en un nivel bajo o alto.
 
  
 +
Continuando hacia el codo encontramos un servo-motor MG996R de 11Kg de torque, el cual ha sido ensamblado en un mecanismo que rota el ensamble del brazo y convierte ese punto en un grado adicional de libertad, finalmente encontramos en el codo un motor-reductor de 10rpm de alto torque, a este se debe instalarse un sensor de posición y una tarjeta controladora para controlarlo en modo lazo cerrado.
  
 
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Desplazamiento servo2.jpg|Diseño de polea
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MG92B-1B.jpg|Servo MG92B (Pulgar)
 
MG92B-1B.jpg|Servo MG92B (Pulgar)
 
Servo pulgar soporte.png|Ubicación Servo Pulgar
 
Servo pulgar soporte.png|Ubicación Servo Pulgar
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Servos Integrados en Modulo.jpg|Servos Modificados Integrados en Modulo
 
Servos Integrados en Modulo.jpg|Servos Modificados Integrados en Modulo
 
Firgelli l16.png|Actuador Lineal L16 (Rotación de Muñeca)
 
Firgelli l16.png|Actuador Lineal L16 (Rotación de Muñeca)
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LOS+MOVIMIENTOS+DE+LA+MUÑECA.jpg|
 
 
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Fuentes de Datos:
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[https://www.researchgate.net/figure/Hand-grip-strength-according-to-age-in-males_tbl1_324269430 Tabla de edad vs fuerza de agarre en mano (humano masculino)]
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*Sensores
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[[File:Posiciones_Normales_de_Trabajo_de_la_Protesis.jpg|Límites de Acción de la Prótesiso|thumb|300px]]
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Para obtener lectura de la actividad muscular utilizamos un sensor infrarrojo de proximidad, el cual se ha fijado a un lugar especifico del socket de la protesis, este sensor toma la distancia resultante de una contracción muscular por medio de una barrera de luz infrarroja, el microcontrolador saca un promedio de 10 muestras para eliminar posibles picos ocasionados por ruido, la señal se escala a los rangos definidos por el boton selector de actuadores.
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28/03/2021
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Con el objetivo de implementar un control inteligente de las rotaciones de los actuadores Rotor de Codo y Rotor de Brazo, se han instalado dos modulos tipo Giroscopo/Acelerómetro, con los cuales el procesador puede tener una referencia de posición con respecto a la gravedad y el espacio, con esto podemos definir limites de activación de movimientos, para evitar que la prótesis ejecute movimientos anormales o que no son de utilidad para el usuario.
  
 
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Módulo Giróscopo Acelerómetro MPU6050.jpg|Módulo Giróscopo Acelerómetro MPU6050
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MPU6050 ESP32 Wiring-Schematic-Diagram.png|Esquematico de Conexión entre MPU6050 y Procesador ESP32
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Posiciones_Normales_de_Trabajo_de_la_Protesis.jpg|Límites de Acción de la Prótesis
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Sensor-Infrarrojo-de-Herradura.jpg|SensorInfrarrojo Tipo Herradura (Sensor Muscular)
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Arduino-optointerruptor-funcionamiento.png|Esquematico de Conexión de Sensor Muscular
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Arduino-serial-plotter.gif|thumb|Señal de Sensor en Arduino Plotter
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*Procesador Principal
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*Programación
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[[File:ESP32-Pinout.jpg|thumb|400px|ESP32 Tarjeta Pinout]]
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Debibo a la dificultad de este proyecto se utilizara como procesador principal un microcotrolador programable ESP32 para el proceso de datos y el control directo de los actuadores, este procesador cuenta con conversor ADC de 12 bits lo que proporciona un rango de 4096 niveles por un nivel maximo de voltaje de 3.3V, lo que representa una mejora en la sensibilidad de captura de datos de entrada desde el usuario, el procesador posee tecnología de doble nucleo para el manejo simultaneo de aplicativos, tareas de control de hardware y de los modulos bluetooth y wi-fi. La capacidad de memoria, la velocidad y la arquitectura  de este procesador le da a las prótesis mioeléctricas un potencial enorme, es una oportunidad para generar soluciones protésicas mas inteligentes, de alto desempeño e intuitivas para los usuarios.
  
  
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*Programación
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[[File:Programacion.jpg|thumb|400px|Imagen 4: Programación]]
 
El microcontrolador captura la actividad muscular por medio del sensor conectado al pin análogo A3, posiciona los dedos y la muñeca de acuerdo al estado seleccionado por el botón selector, las posiciones se encuentran en una tabla de valores formada por 5 variables correspondientes a cada servo, de este modo una variable puede guardar varios valores de posición, ser modificada y accesible.
 
El microcontrolador captura la actividad muscular por medio del sensor conectado al pin análogo A3, posiciona los dedos y la muñeca de acuerdo al estado seleccionado por el botón selector, las posiciones se encuentran en una tabla de valores formada por 5 variables correspondientes a cada servo, de este modo una variable puede guardar varios valores de posición, ser modificada y accesible.
 
El micro posee un led RGB como indicador visual del estado de la prótesis, a cada pulsación del boton, el led pasará a un color diferente y apuntara a nuevas variables de posición, así el usuario puede tener control total y la posibilidad de añadir multiples posiciones de uso cotidiano.
 
El micro posee un led RGB como indicador visual del estado de la prótesis, a cada pulsación del boton, el led pasará a un color diferente y apuntara a nuevas variables de posición, así el usuario puede tener control total y la posibilidad de añadir multiples posiciones de uso cotidiano.
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En la primera imagen se pueden apreciar los componentes necesarios para construir el circuito electrónico, en la segunda imagen se observa las conexiones de los componentes, en la tercera imagen se evidencia a tener en cuenta la posicion del sensor sobre el musculo ya que puede cambiar la señal por lo que se recomienda al beneficiario conservar siempre la misma posición para que la prótesis trabaje de manera normal.
 
En la primera imagen se pueden apreciar los componentes necesarios para construir el circuito electrónico, en la segunda imagen se observa las conexiones de los componentes, en la tercera imagen se evidencia a tener en cuenta la posicion del sensor sobre el musculo ya que puede cambiar la señal por lo que se recomienda al beneficiario conservar siempre la misma posición para que la prótesis trabaje de manera normal.
  
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En la imagen 4 se muestra el diagrama de flujo del programa utilizado en el Arduino Nano, el programa basicamente toma datos del sensor, utiliza una serie de condicionales if para decidir en 4 niveles de señal si se debe mover la muñeca o los dedos, con este metodo el usuario tendrá mas control sobre su prótesis.
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En la imagen 4 se muestra el diagrama de flujo del programa utilizado en el ESP32, el programa basicamente toma datos del sensor, utiliza una serie de condicionales if para decidir en 4 niveles de señal si se debe mover la muñeca o los dedos, con este metodo el usuario tendrá mas control sobre su prótesis.
  
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[https://github.com/JasperMachines/Codigo_Protesis_Erick_Stiven_Yate/blob/main/Codigo_Protesis_Erick_Stiven_Yate_V1.ino Codigo Protesis Erick Stiven Yate V1 ]
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[https://github.com/JasperMachines/Codigo_Protesis_Andres_Camilo_Sanchez/blob/main/Codigo_Protesis_Andres_Camilo_Sanchez.ino Codigo Protesis Andres Sanchez V1 ]
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[https://github.com/JasperMachines/Codigo_Protesis_Erick_Stiven_Yate/blob/main/Codigo_Protesis_Erick_Stiven_Yate_V4_Final.ino Codigo Protesis Erick Stiven Yate V4]
 
  
  
 
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Componentes.jpg|Imagen 1:Componentes electrónicos
 
Componentes.jpg|Imagen 1:Componentes electrónicos
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Circuito proteus Karen.jpg|Circuito Electrónico
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CIRCUITO ANDRES CAMILO SANCHEZ 24 03 2021.png|Circuito Electrónico de Prótesis
 
Myoware position.jpg|Imagen3: Posición de Sensores (Ejemplo)
 
Myoware position.jpg|Imagen3: Posición de Sensores (Ejemplo)
 
Programacion.jpg|thumb|Imagen 4: Programación
 
Programacion.jpg|thumb|Imagen 4: Programación
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−
Para ello se planteo ubicar dentro del socket sensores que permitan adquirir señales para ubicar en el espacio los actuadores (Motores). Claramente se evidencia la necesidad de utilizar muchos sensores, sin embargo y dadas las condiciones del beneficiario esta variable se debe de reducir en la mayor medida posible.
 
  
−
La programación que se desarrolló es la siguiente:
+
*Interfaz de Usuario
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[[File:Aplicativo_Control_de_Protesis_en_Telefono.png|thumb|200px|Aplicativo de Prótesis en Telefono Móvil]]
  
−
#include <Servo.h>
+
Debido a la cantidad de actuadores y los grados de libertad que posee la prótesis, se hace complicado obtener multiples señales del beneficiario para generar movimientos de accion simultánea y natural, razon por la cual hemos optado inicialmente por implementar un control secuencial de los movimientos con dos elementos de captura de señal,
−
//Servo
 
−
Servo servoMotor1;
 
−
int AnalogPin = 0;
 
−
int angulo = 0;
 
−
int Activacion;
 
−
// Motor B
 
−
int ENB = 6;
 
−
int IN3 = 5;
 
−
int IN4 = 4;
 
−
// Pulsador
 
−
const int pin=2;
 
−
const int pin2=7;
 
−
int valor=0;
 
−
int valor2=0;
 
−
void setup() {
 
  
−
Serial.begin(9600);
+
El avance más importante de esta prótesis es la implementación de una interfaz gráfica siempre accesible via wi-fi desde un ordenador o telefono conectado a la red, util para mover los actuadores y obtener lectura de los sensores en tiempo real, esto actúa de este modo para detectar fallas o errores en los motores, los mecanismos y a veces los programas del chip. En segundo plano a este aplicativo sirve para acceder a las posiciones guardados en la memoria, que son elegidos por el usuario con un boton selector y ejecutados proporcionalmente por el sensor de actividad muscular, la interfaz web tiene acceso directo a la memoria de posiciones del programa, asi podemos programar movimientos y ejecutarlos de manera agil y personalizada.
−
servoMotor1.attach(9);
 
−
pinMode (IN3, OUTPUT);
 
−
pinMode (IN4, OUTPUT);
 
−
//pinMode (ENB, OUTPUT);
 
−
pinMode (pin,INPUT);
 
−
pinMode (pin2,INPUT);
 
−
}
 
  
−
void loop() {
+
Adicional a esto se instalará también una interfaz visual por medio de un led RGB indicador, que informará representará en varios colores el estado actual de la prótesis, asi el usuario cual es la acción a seguir para seguir utilizandola de manera natural, de este modo hace mas intuitiva la experiencia de usuario.
−
valor=digitalRead(pin);
 
−
valor2=digitalRead(pin2);
 
−
Activacion = analogRead(AnalogPin); // La Resistencia es igual a la lectura del sensor (Analog 0)
 
−
    //Serial.print("Lectura Analogica 1 = ");
 
−
    //Serial.println(Activacion);
 
−
//    Serial.print("Lectura Analogica 2 = ");
 
−
//    Serial.println(valor);
 
−
  if (valor==HIGH) {
 
−
  digitalWrite (IN4, HIGH);
 
−
digitalWrite (IN3, LOW);
 
−
analogWrite (ENB, 255); //Velocidad motor A
 
−
  }  else{digitalWrite (IN4, LOW);
 
−
  }
 
−
    if (valor2==HIGH) {
 
−
digitalWrite (IN4, LOW);
 
−
digitalWrite (IN3, HIGH);
 
−
analogWrite (ENB, 255); //Velocidad motor B
 
−
  }  else{digitalWrite (IN3, LOW);
 
−
  }
 
−
if (Activacion>200) {
 
−
servoMotor1.write(angulo);
 
−
    delay(10);
 
−
  angulo++;
 
−
  if(angulo>180) angulo = 0;
 
−
  }
 
−
}
 
  
−
Para ello se plantearon variables de salidas y entradas según corresponda. Lo importante es fijarse en las entradas y salidas definidas para hacer la conexión. Vale la pena recordar que estas variables las puede acomodar a su antojo según las demandas del circuito.
+
el primero es un botón ubicado en la parte interior del socket, en la parte baja del biceps, para que el usuario cambie entre los diferentes actuadores con tan solo presionar el boton, el segundo incluye un sensor de actividad muscular tipo infrarrojo, la salida de señal activa proporcionalmente los actuadores previamente activos con el boton selector
−
Entradas (E) y Salidas (S):
 
  
−
int AnalogPin = 0;// Pines analógicos - S
+
[https://github.com/JasperMachines/UI_UX_M3D Codigo ESP32 Hand Server v1.0]
−
int ENB = 6;// Pines digitales - S
 
−
int IN3 = 5;// Pines digitales - S
 
−
int IN4 = 4;// Pines digitales - S
 
−
const int pin=2;// Pines digitales - E
 
−
const int pin2=7;// Pines digitales - E
 
−
servoMotor1.attach(9);//Pines digitales - S
 
  
−
la velocidad se puede ajustar según el ancho de pulso que se defina, para esta ocasión está definida la máxima velocidad. Recuerde ver la guía del usuario del microcontrolador, pues estos valores están predefinidos. En general se plantea polaridades comunes al igual que una señal común para los motores, sin embargo tienen un delay dada la potencia del Arduino, para corregirlo se recomienda hacer polaridades comunes con una batería exterior e independiente.
+
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Ahora en cuestiones del motor DC se debe de considerar las variables de operación pues el motor funciona correctamente en rangos de operación específicos y se evidencia claramente al conectar el driver del motor al regulador de tensión de 9V que hay en la fundación. Aún así entre mas voltaje mas rápido dará los pasos el motor, pues con 5V el motor no es muy veloz en cuanto a su velocidad angular se refiere.
+
Aplicativo_Control_de_Protesis_en_PC.png|Aplicativo de Prótesis en PC
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=== Impresión 3D y Ensamble ===
 
=== Impresión 3D y Ensamble ===
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[[File:Test de Rotación de Muñeca.jpg|Test de Rotación de Muñeca|300px|thumb]]
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[[File:Mano Andres Garcia.jpg|Palma y Dedos|300px|thumb ]]
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Se imprimen las partes de la mano en plástico PLA, es un polímero biodegradable y aprobado por la FDA para contacto seguro con humanos, aunque para evitar riesgos como alergias al material, se dispone un panel de material suave e aislante entre la piel y la superficie de contacto directo con la prótesis. las articulaciones de la mano se imprimieron con un relleno sólido para garantizar la máxima resistencia mecánica en su desempeño, la capacidad de agarre de la mano va limitada por los puntos de fricción que deben adicionarse a las falanges distales y mediales, estos pads deben imprimirse o fabricarse de material flexible y compatible con los adhesivos disponibles.
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Las falanges deben hacerse deslizar una dentro de otra de manera firme y sin juego, para ensamblar con tornillos tipo M2.5 de variables longitudes, se recomienda verificar una rotación suave, alineada, repetible y sin desviaciones para garantizar un control más fino de los movimientos. Es importante tener en cuenta que la suma de la fricción que los puntos de giro del dedo generan, reducen igualmente el torque útil del motor, es entonces más conveniente una acción limpia de flexión y extensión donde son el resorte y el motor los que dominen el movimiento del dedo.
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Los dedos son naturalmente extendidos por un trozo de filamento flexible de menos de 1.5mm de diámetro, el cual se instala antes que los hilos de tracción desde los motores, el hilo se pasa por los conductos de la palma superior de la mano, se dirigen por la palma y de nuevo a un segundo dedo adyacente, es decir que con un segmento de hilo flexible se genera la tensión que estira dos dedos a la vez, a una posición de mano abierta.
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Impresión Dedos Andrés García.jpg|Impresión Dedos Andrés García
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Dedo impreso 00A.jpg|dedo Impreso
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Palma RotBrazo Dedos.jpg|Piezas de Mano y Codo Para Ensamble
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Estructural Brazo Back.jpg|Pieza Estructural del Brazo
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Conector Codo Rotor.jpg|Conector Codo Rotor
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Retenedor Servo Rotor Brazo.jpg|Retenedor Servo Rotor Brazo
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Tapas de Rotor de Brazo.jpg|Tapas de Rotor de Brazo
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Partes Rotor de Brazo.jpg|Partes Rotor de Brazo
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Ensamble Rotor de Brazo.jpg|Ensamble Rotor de Brazo
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Rotor+Brazo+Palma2.jpg|Rotor+Brazo+Palma(sup)
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Rotor+Brazo+Palma.jpg|Rotor+Brazo+Palma+(inf)
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== Registro de TS ==
 
== Registro de TS ==
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=== Septiembre 2021 ===
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! Miercoles 29
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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:514235 Juan González] || Seguir con el diseño y agregar movimiento parcial a las piezas || 4 Horas || 12 TS
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|}
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[[File:2f.jpg|thumb]]
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! Martes 28
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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:514235 Juan González] || Seguir con el diseño || 4 Horas || 12 TS
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|}
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! Lunes 27
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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:514235 Juan González] || Empezar el rediseño del antebrazo ya que no tiene espacio para los cables. Se empieza el diseño de toda la pieza || 5 Horas || 15 TS
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|}
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[[File:1f.jpg|thumb]]
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! Sábado 25
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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:514235 Juan González] || Implemetación de rotor en el motor. El motor presenta fallas al momento del devolver la posición, por lo tanto se cambia el potenciometro interno del motor para que devuelva correctamente la posición || 7 Horas || 21 TS
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|}
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! Martes 21
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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:514235 Juan González] || Simulación de la rotación de antebrazo || 3 Horas || 9 TS
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|}
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! Lunes 20
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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:514235 Juan González] || Análisis de pieza de antebrazo y rediseño del engranaje del motor || 3 Horas || 9 TS
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! Sábado 18
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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:514235 Juan González] || Implementación del motor del codo al código y probar su funcionamiento con tarjeta ESP32 || 7 Horas || 21 TS
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! Martes 14
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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:514235 Juan González] || Finalización del rediseño de la pieza y prueba del control del codo con el potenciometro || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 13
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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:514235 Juan González] || Rediseño de la pieza de anclaje del potenciometro por mal funcionamient y finalización de la electronica para esta pieza|| 7 Horas || 21 TS
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! Viernes 10
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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:514235 Juan González] || Modificación del motor y diseño de pieza para anclaje del potenciometro al motor || 7 Horas || 21 TS
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[[File:Codo pot.jpg|thumb]]
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! Jueves 9
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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:514235 Juan González] || Rediseño de la pieza del codo para montar sensor de posición (potenciometro) y hacer el correcto control de la prótesis || 7 Horas || 21 TS
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! Miercoles 8
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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:514235 Juan González] || Creación del código final para el manejo de la prótesis, se validó el funcionamiento en simulación. Empezar investigación de la entrada del sensor y unión con la programación y adaptar código para el micro-procesador ESP32 || 7 Horas || 21 TS
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! Martes 7
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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:514235 Juan González] || Fijar limites en la programación para movimiento de los motores. Arreglar nuevamente la mano || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 6
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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:514235 Juan González] || Documentación de la programación para futuros usos|| 7 Horas || 21 TS
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! Miercoles 1
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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:514235 Juan González] || Arreglar motores de la mano e implementación de motores|| 7 Horas || 21 TS
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=== Agosto 2021 ===
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! Martes 31
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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:514235 Juan González] || Implementación de algoritmos de control en motores de la mano || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 30
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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:514235 Juan González] || Implementación de control en motores con sistema de lazo abierto || 7 Horas || 21 TS
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|}
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! Miercoles 25
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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:514235 Juan González] || Implementación de contrlador PID en simulación con múltiples motores || 7 Horas || 21 TS
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[[File:Simulacion miltimotor.jpg|thumb]]
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! Martes 24
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! Descripción
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! Tiempo
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Mejoramiento de controlador a tipo PID, finalización de programación de controlador de lazo cerrado, implementación en la prótesis || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 23
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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:514235 Juan González] || Finalización de la simulación y programación para los actuadores lineales con controlador tipo PI. Se logró manejar simulteanamente ambos motores|| 7 Horas || 21 TS
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|}
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[[File:Simulacion.jpg|thumb|Simulación Proteus]]
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! Jueves 19
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Implementación de controlador P y PI en Proteus para la simulación del sistema|| 7 Horas || 21 TS
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! Miercoles 18
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! Descripción
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! Tiempo
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Finalizaciónd de controlador PI. Se redujo el rizado y se siguió adelantando la documentación || 7 Horas || 21 TS
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! Martes 17
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Adelanto en pieza 3d para la impresora, adelantar documentación de las librerías de arduino || 7 Horas || 21 TS
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! Miércoles 11
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! Descripción
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! Tiempo
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Se hizo el diseño de una pieza para un soporte de la impresora. Se conectó un potenciómetro al sistema para simular la entrada de una señal y la respuesta del controlador. Ya que la respuesta tiene rizado, se empezó a programar un controlador tipo PI para manejar mejor el motor|| 7 Horas || 21 TS
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[[File:Control.png|thumb|Control P ]]
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! Martes 10
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! Descripción
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! Tiempo
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Se empezó la creación y documentación de las librerias para manejar el motor. Se termino el controlador tipo P, ya funciona correctamente || 7 Horas || 21 TS
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|}
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! Lunes 9
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! Descripción
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! Tiempo
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] ||Se empezó la programación de funciones para controlar los motores para seguir una ubicación a través de un controlador tipo P|| 7 Horas || 21 TS
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! Miercoles 4
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Se continuó con la simulación del sistema en proteus, avanzado en la programación para controlar los motores simultaneamente.  || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 2
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Se creo una simulación de todo el montaje físico en proteus, teniendo en cuenta los drivers, los motores y el Arduino. Se programó internamente el arduino de proteus para poder hacer programación y simulaciones sin necesidad de tener que tener todo el montaje real || 7 Horas || 21 TS
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=== Julio 2021 ===
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! Miércoles 28
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Se implementó el uso de un convertidor DC-DC para manejar dos voltajes diferentes, dependiendo el moto que se vaya a usar. Se adelantó el código en Arduino para manejar múltiples motores. || 7 Horas || 21 TS
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! Martes 27
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Avances en el montaje de protoboard de la electrónica || 7 Horas || 21 TS
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! Lunes 26
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:514235 Juan González] || Arreglar conexiones de la prótesis e iniciar el montaje en protoboard con los controladors  || 7 Horas || 21 TS
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=== Abril 2021 ===
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! Viernes 9
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Reconstrucción de circuito y Adaptación de Firmware,  || 12 Horas || 36 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Jueves 8
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Reconstrucción de circuito y Adaptación de Firmware  || 14 Horas || 42 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Miercoles 7
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de tapas para actuadores lineales y muñeca  || 12 Horas || 36 TS
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Nota: A causa de incidente con el circuito electrónico en la entrega de prótesis de Javier, se ha prestado la tarjeta ESP32, el circuito se ha desintegrado.
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TODO: Reemplazar la tarjeta por Arduino Nano, reconstruir el circuito y adaptar la programación de firmware para Arduino Nano
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! Martes 6
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Conexión de sensor muscular y Programación de Firmware  || 12 Horas || 36 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Domingo 4
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de Circuito de Alimentación (Baterías)  || 6 Horas || 18 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Sabado 3
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de arnés  || 6 Horas || 18 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Viernes 2
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Instalación de Pieza de unión entre Socket y Codo || 6 Horas || 18 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
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! Jueves 1
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de Pieza de unión entre Socket y Codo || 6 Horas || 18 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
  
 
=== Marzo 2021 ===
 
=== Marzo 2021 ===
  
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! Miercoles 31
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de tapa para motores dactilares || 4 Horas || 12 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca.
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! Martes 30
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 4 Horas || 12 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Lunes 29
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 4 Horas || 12 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Domingo 28
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Sabado 27
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Viernes 26
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 4 Horas || 12 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Jueves 25
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 4 Horas || 12 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Miercoles 24
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 8 Horas || 24 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Martes 23
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware || 8 Horas || 24 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Lunes 22
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Distribución de cableado, Instalación y prueba de Acelerómetro de Rotor de Brazo || 8 Horas || 24 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Domingo 21
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Diseño de Circuito Electrónico y test iniciales de movimientos en actuadores de codo, brazo y muñeca || 8 Horas || 24 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Sabado 20
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] ||  Ensamble Final de motores dactilares, Adecuación de espacio para circuito electrónico en la pieza estructural del brazo  || 8 Horas || 24 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Viernes 19
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] ||  Ensamble Final de mecanismos de Rotor de codo y Rotor de brazo. Distribución de cableado  || 5 Horas || 15 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Jueves 18
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] ||  Ensamble de dedos y mecanismos, modificación electrónica de servo-motores  || 5 Horas || 15 TS
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  TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Miercoles 17
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] ||  Ensamble de Mecanismo de Rotación de Muñeca con servos lineales || 5 Horas || 15 TS
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  TODO:Ensamblar las falanges de los dedos y sus Actuadores
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      Diseñar puntos de anclaje para los actuadores lineales en la muñeca.
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      Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Lunes 15
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Limpieza de Modelos Impresos, Ensamble de Motor de Rotación de Brazo|| 5 Horas || 15 TS
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|}
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  TODO:Imprimir Piezas Faltantes del mecanismo de rotación de muñeca.
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      Diseñar puntos de anclaje para los actuadores lineales en la muñeca.
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      Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
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! Miercoles 10
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! Descripción
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado de Sistema de Rotula para rotación de muñeca|| 5 Horas || 15 TS
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! Martes 9
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Adecuación de espacio para Tarjeta Controladora|| 5 Horas || 15 TS
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! Lunes 8
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado de Sistema de Rotula para rotación de muñeca || 5 Horas || 15 TS
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! Domingo 7
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado de Soporte para Motores Lineales || 5 Horas || 15 TS
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! Sabado 6
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado de Piezas Estructurales del brazo || 5 Horas || 15 TS
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! Viernes 5
 
! Viernes 5
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:382172 Johan Garcia] || Impresión y acabados || 5 Horas || 15 TS
 
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! Jueves 4
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Se hizo el modelo del soporte de motor para pulgar, fue enviado a impresión 3D || 5 Horas || 15 TS
 
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado 3D de dedos y palma || 8 Horas || 18 TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:197823 Fabián Bustos] || Modelado 3D de dedos y palma || 8 Horas || 24 TS
  
 
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Latest revision as of 18:32, 2 October 2021


Presentación

Los desarrollos en tecnología son cada vez más impresionantes, con posibilidades cada vez más amplias y funcionales en varios escenarios de la industria y las telecomunicaciones, por mencionar algunas. Desde 2012 la Fundación M3D ha sido un centro de Investigación en Bioingenieria donde se han logrado avances importantes en el estudio de la Biónica de Brazo, generando a su vez soluciones protésicas de brazo para sus beneficiarios en Colombia.

Después de recopilar y analizar los antecedentes de las tecnologías disponibles, teniendo en cuenta las soluciones entregadas hasta la fecha, sus resultados e interacción con el usuario, hemos optimizado los procesos para la generación de modelos y software para ofrecer a nuestros beneficiarios nuevas soluciones para casos de prótesis transhumeral, hemos decidido generar una ayuda biomecánica para Andrés Camilo que sea de utilidad para sus tareas cotidianas básicas, esta se diseñará y se construira con la posibilidad de generar mecanicamente movimientos y posiciones muy naturales, un set de funciones básicas en su programación, la cual puede ser actualizada posteriormente para llegar a niveles más elevados de dificultad de control y hasta sensación si se desea integrar redes adicionales de sensores en el futuro. La parte estética de la solución será un equilibrio entre la idea de personalización que el usuario desee, la forma de los actuadores y partes estructurales esenciales para el funcionamiento de la prótesis, es importante que aunque la protesis presente una apariencia personalizada, también sea posible mantener una presentación formal básica y funcional, para esto se utilizaran paneles removibles para mantener una forma básica y neutral.

Desarrolladores y Recursos

Jefes de Proyecto Desarrolladores Contabilidad
Profile Photo
Johan Garcia
Tutor
Br 382172 photo.jpg
Andres Camilo
Jefe de Proyecto
Br 924818 photo.jpg
Profile Photo
Fabian Bustos
Voluntario		 Fabian.jpg
Sebastián Ramírez
Practicante		 Br 830669 photo.jpg
Melissa
Practicante		 Br 268907 photo.jpg
Componente Valor Unitario Cant Valor Total Estado
Filamento 3D PLA X 1kg 80.000 COP 1 80.000 COP Disponible en Inventario FM3D
Actuador Lineal Actuonix L16-50-R 275.000 COP 2 550.000 COP Disponible en Inventario FM3D
Batería Zippy Compact 3000mah 3s1p 20c Lipo 260.000 COP 2 520.000 COP Disponible en Inventario FM3D
Servo-motor MG995R 25.000 COP 3 75.000 COP Disponible en Inventario FM3D
Motor DC 5RPM 24v Alto Torque 35.000 COP 1 35.000 COP Disponible en Inventario FM3D
Puente H Mx1508 L298 Driver Motor Dc 5.500 COP 1 5.500 COP Disponible en Inventario FM3D
Procesador ESP32 34.000 COP 1 34.000 COP Disponible
Donado por Fabian Bustos
Módulo Aceleròmetro MPU6050 9.000 COP 1 9.000 COP Disponible
Donado por Fabian Bustos
Metro de Cable Control 6x22 6.000 COP 2 12.000 COP Disponible
Donado por Fabian Bustos
Total 1.320.500 COP

Etapas de Desarrollo


Evaluación Antropométrica

En esta sección se recopila toda la información dimensional del caso para analizar la construcción a escala real un ensamble detallado de la pròtesis en software 3D, contiene los datos de las sesiones de toma de medidas junto con el scan 3D o modelado por fotogrametría de la extremidad, datos necesarios para realizar una correcta distribución antropométrica, lo que nos dara las posiciones apropiadas para los actuadores electro-mecánicos, sensores, tarjetas de control y demás componentes funcionales de la solución.

Diseño Socket

Andrés Camilo Sanchez

El socket es la porción de la prótesis que se acomoda alrededor del muñón a la cual se conectan los demás componentes, es una parte importante de la prótesis pues tiene la función de alojar el muñón, desempeñando funciones de apoyo, control e interacción entre el beneficiario y el miembro artificial. Este elemento permite el contacto total entre el socket y el miembro residual, evitando movimientos inadvertidos y posibles lesiones causadas por concentraciones incómodas de presión. El proceso de construcción del socket tuvo varias etapas, desde la toma inicial del molde en yeso del muñón, hasta la construcción del socket definitivo. Para la primera etapa se tomó el molde en yeso, se hizo la toma de medidas y el escáner del mismo; para el escáner del muñón se utilizó el programa skanect, el cual consta de un dispositivo que escanea el miembro con un Kinect y la imagen captada es digitalizada para guardar la forma y luego trabajar sobre esta en un programa de diseño.

Para la segunda etapa, el diseño, se realizó un estudio de los tipos de socket que son usados en la actualidad y las ventajas que ofrece cada uno hasta llegar a un modelo que se acopla correctamente a la anatomía del beneficiario, se usó el programa Rhinoceros 3d, este programa nos permitió diseñar cada capa del socket y suavizar los acabados del mismo, la forma fue captada desde el escáner captado en la etapa de toma de medidas. Para este diseño se tuvo en cuenta el encaje que tendría a la parte del antebrazo, se tuvo en cuenta el anclaje de un motor dc a la parte inferior del socket, el cual también encaja desde su eje al antebrazo para permitirle la movilidad al resto del brazo, además de una pieza que le da más resistencia ante los movimientos propios de la prótesis.

Se tuvo en cuenta que para hacer uso de una prótesis debe haber algún material que proteja el muñón de posibles lesiones que puede causar el uso de la prótesis, pues al estar en contacto directo con la piel se pueden generar daños o irritación en la piel, para esto se diseñó un liner, se trata de una cubierta protectora hecha de un material flexible, acolchado, que permite la transpiración de la piel y tiene secado rápido. Se coloca sobre el muñón de forma que lo cubra para reducir el roce entre la piel y el encaje protésico (socket). Para el liner se realizó un estudio de los materiales que tienen las propiedades previamente mencionadas, por lo que finalmente se diseñó con un material llamado elastano, siguiendo las medidas del muñón y añadiendo pequeños puntos de látex líquido en el exterior del liner con el fin de que evitara el movimiento en el socket.


Posterior al diseño e impresión del socket se pulieron las piezas en la máquina de acabados para retirar algunas partes sobrantes que fueron impresas, para luego ensamblar todas las piezas del socket y hacer la unión con el motor dc y el antebrazo.


  • Vista Frontal

  • Calculo de Proporciones

  • Imagen 1: Molde en yeso del brazo derecho

  • Imagen 3: Diseño de socket

  • Arnés Vista Frontal

  • Arnés Poterior

  • Arnés Detalle Hombro

  • Arnés Detalle Espalda

Diseño de Prótesis

  • Personalización

Andrés ha elegido el estilo que quiere para su prótesis, se trata de el videojuego CREED, el personaje utiliza vestiduras de tela y una armadura de brazo, tipo guerrero medieval, utiliza algunas armas que tienen detalles y grabados de los la que también se pueden sacar superficies y formas relacionadas al juego, en las superficies mas visibles de la mano incluirá algunos logos del juego, es importante tener en cuenta que el usuario puede no querer tener siempre la misma apariencia, por lo que el diseño de la parte gráfica debe ser hecho sobre páneles o covers removibles e independientes del sistema mecánico/electrónico y sin afectar su apariencia basica estética de mano biónica, asi serán facilmente retirados o reemplazados por otros nuevos. La parte del codo bajo el socket se construirá como un brazo robótico con apariencia un poco plana, sin muchas curvas, debido a que el espacio es mayormente ocupado por los motores y las estructuras de soporte, la mano es un modelo ya utilizado para la Prótesis de Erick Yate, este se modificará por segunda vez para mejorar algunos detalles en las falanges de los dedos y para integrar los actuadores que les darán movilidad. En las dos primeras imagenes de la izquierda se puede apreciar el modelo inicial de la mano, se tomarán los datos de la evaluación antropométrica para escalar los modelos de los dedos, palma y brazo a las medidas reales.

  • Plano Inicial

  • Ensamble de Actuadores y Modelos Iniciales

  • Estructuras Basicas de Ensamble 00B.jpg

  • Nuevo Modelo de Mano

  • Mano bottom.jpg

  • Palma Original(Izquierda) y Palma Modificada(Derecha)

  • Pieza de Soporte de los Dedos

  • Soporte Servo Dedo Pulgar

12_03_2021

Una vez realizado el diseño de la mano con sus accesorios, se realiza el diseño de una pieza/actuador de interconexion entre el brazo y el codo que le permitira ejecutar rotaciones de supinación a pronación, se trata de un servo-motor MG996R que se sitúa dentro de dos modelos cilindricos, transmitiendo un efecto de rotación sobre uno de ellos por medio de un mecanismo de piñon interno similar al planetario, el servomotor transmite movimiento al cilindro exterior, que va unido directamente al resto de la extremidad, la parte cilindrica interna contiene el servomotor y se ha integrado directamente al soporte que conecta con el eje de rotación del codo.

  • Ensamble de Actuador Rotor de Brazo

  • Motor de Giro del Brazo

  • Motor giro brazo 00B.jpg

  • Motor de Giro de Brazo y Codo Integrados

  • Pieza Estructural del Brazo

9_03_2021

  • Brazo Andres Sanchez 09_03_2021

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  • Brazo Andres Camilo Sanchez 9032021 00F.png

Diseño Electromecánico

Diseño de polea
  • Requerimientos del Sistema

Esta prótesis será mioeléctrica, esto significa que utilizara una red de actuadores mecànicos (servo-motores), unos dispositivos de captura de señal (sensores), para tomar datos de la actividad muscular del usuario, y una etapa de proceso y toma de decisiones que sera el cerebro operacional de la pròtesis, gobernará sobre su comportamiento y su interacción con el usuario.

  • Actuadores Electro-Mecánicos

Esta prótesis utilizara actuadores tipo servo-motor, de los mismos utilizados en modelos de RC, estos motores flexionaran los dedos por medio de hilos que se accionan desde las poleas de los motores, el movimiento de los dedos se reduce a un desplazamiento lineal menor a 4cm de longitud en los hilos, que es el rango entre dedos extendidos y completamente contraidos, al utilizar motores de este tipo se debe diseñar una polea compatible con el mismo teniendo en cuenta que la mitad de la circunferencia sea igual al desplazamiento del dedo, esto se debe a que el servo tiene un giro controlable de 0 a 180 grados como se muestra en la siguiente imagen.


Actuador Rotor de Brazo

Mecanismo Tipo Piñón Interno

Esta solución protésica tiene como propósito asemejar lo mas posible los movimientos naturales de un brazo orgánico, por esto se ha integrado un actuador posicionado entre el brazo y el codo, que le dará la posibilidad de rotar el brazo sostenido desde el codo en un rango de 180 grados, este actuador le dará a la prótesis la capacidad de efectuar posiciones de supinación y pronación del brazo, este mecanismo se impulsa por medio de un servo-motor MG995R de 9.4kg/cm de torque, su piñonería metálica estará unida a un mecanismo tipo piñón interno que será también un multiplicador de torque por un factor de 2 y que gracias a su forma presenta una ubicación perfecta del actuador y el punto de unión con la pieza estructural del brazo.

  • Mecanismo Tipo Piñón Interno

  • Diseño de Rotor de Brazo con Mecanismo Tipo Piñón Interno

  • Ensamble Rotor de Brazo

  • ENSAMBLE ROTOR BRAZO 00C.jpg


Los actuadores electro-mecánicos son en su mayoría servo-motores de rotación angular máxima de 180 Grados, de estos contamos dos unidades MG996R de 11Kg de torque, cada uno controlando dos dedos, en la configuración (indice, medio - anular, menique). Para el dedo pulgar utilizaremos temporalmente un MG90S de 2.2Kg, el cual puede mejorar para tener un agarre mas efectivo. Para las funciones de extensión, flexión, aducción, abducción, más la libre circunducción de la muñeca usaremos la combinación de dos actuadores lineales Actuonix L-16-50-R con 50mm de desplazamiento cada uno. Actuadores Lineales Actuonix de 50mm Test

Continuando hacia el codo encontramos un servo-motor MG996R de 11Kg de torque, el cual ha sido ensamblado en un mecanismo que rota el ensamble del brazo y convierte ese punto en un grado adicional de libertad, finalmente encontramos en el codo un motor-reductor de 10rpm de alto torque, a este se debe instalarse un sensor de posición y una tarjeta controladora para controlarlo en modo lazo cerrado.

  • Servo MG92B (Pulgar)

  • Ubicación Servo Pulgar

  • Servo MG995 (Indice-Medio, Anular-Meñique)

  • Ubicación de Servos Modificados

  • Servos Modificados Integrados en Modulo

  • Actuador Lineal L16 (Rotación de Muñeca)

Fuentes de Datos:

Tabla de edad vs fuerza de agarre en mano (humano masculino)


  • Sensores
Límites de Acción de la Prótesiso

Para obtener lectura de la actividad muscular utilizamos un sensor infrarrojo de proximidad, el cual se ha fijado a un lugar especifico del socket de la protesis, este sensor toma la distancia resultante de una contracción muscular por medio de una barrera de luz infrarroja, el microcontrolador saca un promedio de 10 muestras para eliminar posibles picos ocasionados por ruido, la señal se escala a los rangos definidos por el boton selector de actuadores.

28/03/2021 Con el objetivo de implementar un control inteligente de las rotaciones de los actuadores Rotor de Codo y Rotor de Brazo, se han instalado dos modulos tipo Giroscopo/Acelerómetro, con los cuales el procesador puede tener una referencia de posición con respecto a la gravedad y el espacio, con esto podemos definir limites de activación de movimientos, para evitar que la prótesis ejecute movimientos anormales o que no son de utilidad para el usuario.

  • Módulo Giróscopo Acelerómetro MPU6050

  • Esquematico de Conexión entre MPU6050 y Procesador ESP32

  • Límites de Acción de la Prótesis

  • SensorInfrarrojo Tipo Herradura (Sensor Muscular)

  • Esquematico de Conexión de Sensor Muscular

  • Señal de Sensor en Arduino Plotter

  • Procesador Principal
ESP32 Tarjeta Pinout

Debibo a la dificultad de este proyecto se utilizara como procesador principal un microcotrolador programable ESP32 para el proceso de datos y el control directo de los actuadores, este procesador cuenta con conversor ADC de 12 bits lo que proporciona un rango de 4096 niveles por un nivel maximo de voltaje de 3.3V, lo que representa una mejora en la sensibilidad de captura de datos de entrada desde el usuario, el procesador posee tecnología de doble nucleo para el manejo simultaneo de aplicativos, tareas de control de hardware y de los modulos bluetooth y wi-fi. La capacidad de memoria, la velocidad y la arquitectura de este procesador le da a las prótesis mioeléctricas un potencial enorme, es una oportunidad para generar soluciones protésicas mas inteligentes, de alto desempeño e intuitivas para los usuarios.


  • Programación
Imagen 4: Programación

El microcontrolador captura la actividad muscular por medio del sensor conectado al pin análogo A3, posiciona los dedos y la muñeca de acuerdo al estado seleccionado por el botón selector, las posiciones se encuentran en una tabla de valores formada por 5 variables correspondientes a cada servo, de este modo una variable puede guardar varios valores de posición, ser modificada y accesible. El micro posee un led RGB como indicador visual del estado de la prótesis, a cada pulsación del boton, el led pasará a un color diferente y apuntara a nuevas variables de posición, así el usuario puede tener control total y la posibilidad de añadir multiples posiciones de uso cotidiano.

En la primera imagen se pueden apreciar los componentes necesarios para construir el circuito electrónico, en la segunda imagen se observa las conexiones de los componentes, en la tercera imagen se evidencia a tener en cuenta la posicion del sensor sobre el musculo ya que puede cambiar la señal por lo que se recomienda al beneficiario conservar siempre la misma posición para que la prótesis trabaje de manera normal.

En la imagen 4 se muestra el diagrama de flujo del programa utilizado en el ESP32, el programa basicamente toma datos del sensor, utiliza una serie de condicionales if para decidir en 4 niveles de señal si se debe mover la muñeca o los dedos, con este metodo el usuario tendrá mas control sobre su prótesis.

Codigo Protesis Andres Sanchez V1


  • Imagen 1:Componentes electrónicos

  • Circuito Electrónico de Prótesis

  • Imagen3: Posición de Sensores (Ejemplo)

  • Imagen 4: Programación


  • Interfaz de Usuario
Aplicativo de Prótesis en Telefono Móvil

Debido a la cantidad de actuadores y los grados de libertad que posee la prótesis, se hace complicado obtener multiples señales del beneficiario para generar movimientos de accion simultánea y natural, razon por la cual hemos optado inicialmente por implementar un control secuencial de los movimientos con dos elementos de captura de señal,

El avance más importante de esta prótesis es la implementación de una interfaz gráfica siempre accesible via wi-fi desde un ordenador o telefono conectado a la red, util para mover los actuadores y obtener lectura de los sensores en tiempo real, esto actúa de este modo para detectar fallas o errores en los motores, los mecanismos y a veces los programas del chip. En segundo plano a este aplicativo sirve para acceder a las posiciones guardados en la memoria, que son elegidos por el usuario con un boton selector y ejecutados proporcionalmente por el sensor de actividad muscular, la interfaz web tiene acceso directo a la memoria de posiciones del programa, asi podemos programar movimientos y ejecutarlos de manera agil y personalizada.

Adicional a esto se instalará también una interfaz visual por medio de un led RGB indicador, que informará representará en varios colores el estado actual de la prótesis, asi el usuario cual es la acción a seguir para seguir utilizandola de manera natural, de este modo hace mas intuitiva la experiencia de usuario.

el primero es un botón ubicado en la parte interior del socket, en la parte baja del biceps, para que el usuario cambie entre los diferentes actuadores con tan solo presionar el boton, el segundo incluye un sensor de actividad muscular tipo infrarrojo, la salida de señal activa proporcionalmente los actuadores previamente activos con el boton selector

Codigo ESP32 Hand Server v1.0

  • Aplicativo de Prótesis en PC

Impresión 3D y Ensamble

Test de Rotación de Muñeca
Palma y Dedos

Se imprimen las partes de la mano en plástico PLA, es un polímero biodegradable y aprobado por la FDA para contacto seguro con humanos, aunque para evitar riesgos como alergias al material, se dispone un panel de material suave e aislante entre la piel y la superficie de contacto directo con la prótesis. las articulaciones de la mano se imprimieron con un relleno sólido para garantizar la máxima resistencia mecánica en su desempeño, la capacidad de agarre de la mano va limitada por los puntos de fricción que deben adicionarse a las falanges distales y mediales, estos pads deben imprimirse o fabricarse de material flexible y compatible con los adhesivos disponibles.

Las falanges deben hacerse deslizar una dentro de otra de manera firme y sin juego, para ensamblar con tornillos tipo M2.5 de variables longitudes, se recomienda verificar una rotación suave, alineada, repetible y sin desviaciones para garantizar un control más fino de los movimientos. Es importante tener en cuenta que la suma de la fricción que los puntos de giro del dedo generan, reducen igualmente el torque útil del motor, es entonces más conveniente una acción limpia de flexión y extensión donde son el resorte y el motor los que dominen el movimiento del dedo.

Los dedos son naturalmente extendidos por un trozo de filamento flexible de menos de 1.5mm de diámetro, el cual se instala antes que los hilos de tracción desde los motores, el hilo se pasa por los conductos de la palma superior de la mano, se dirigen por la palma y de nuevo a un segundo dedo adyacente, es decir que con un segmento de hilo flexible se genera la tensión que estira dos dedos a la vez, a una posición de mano abierta.


  • Impresión Dedos Andrés García

  • dedo Impreso

  • Piezas de Mano y Codo Para Ensamble

  • Pieza Estructural del Brazo

  • Conector Codo Rotor

  • Retenedor Servo Rotor Brazo

  • Tapas de Rotor de Brazo

  • Partes Rotor de Brazo

  • Ensamble Rotor de Brazo

  • Rotor+Brazo+Palma(sup)

  • Rotor+Brazo+Palma+(inf)

Registro de TS

Septiembre 2021

Miercoles 29 Descripción Tiempo TS
Juan González Seguir con el diseño y agregar movimiento parcial a las piezas 4 Horas 12 TS
2f.jpg
Martes 28 Descripción Tiempo TS
Juan González Seguir con el diseño 4 Horas 12 TS
Lunes 27 Descripción Tiempo TS
Juan González Empezar el rediseño del antebrazo ya que no tiene espacio para los cables. Se empieza el diseño de toda la pieza 5 Horas 15 TS
1f.jpg
Sábado 25 Descripción Tiempo TS
Juan González Implemetación de rotor en el motor. El motor presenta fallas al momento del devolver la posición, por lo tanto se cambia el potenciometro interno del motor para que devuelva correctamente la posición 7 Horas 21 TS
Martes 21 Descripción Tiempo TS
Juan González Simulación de la rotación de antebrazo 3 Horas 9 TS
Lunes 20 Descripción Tiempo TS
Juan González Análisis de pieza de antebrazo y rediseño del engranaje del motor 3 Horas 9 TS


Sábado 18 Descripción Tiempo TS
Juan González Implementación del motor del codo al código y probar su funcionamiento con tarjeta ESP32 7 Horas 21 TS


Martes 14 Descripción Tiempo TS
Juan González Finalización del rediseño de la pieza y prueba del control del codo con el potenciometro 7 Horas 21 TS


Lunes 13 Descripción Tiempo TS
Juan González Rediseño de la pieza de anclaje del potenciometro por mal funcionamient y finalización de la electronica para esta pieza 7 Horas 21 TS
Viernes 10 Descripción Tiempo TS
Juan González Modificación del motor y diseño de pieza para anclaje del potenciometro al motor 7 Horas 21 TS
Codo pot.jpg
Jueves 9 Descripción Tiempo TS
Juan González Rediseño de la pieza del codo para montar sensor de posición (potenciometro) y hacer el correcto control de la prótesis 7 Horas 21 TS


Miercoles 8 Descripción Tiempo TS
Juan González Creación del código final para el manejo de la prótesis, se validó el funcionamiento en simulación. Empezar investigación de la entrada del sensor y unión con la programación y adaptar código para el micro-procesador ESP32 7 Horas 21 TS


Martes 7 Descripción Tiempo TS
Juan González Fijar limites en la programación para movimiento de los motores. Arreglar nuevamente la mano 7 Horas 21 TS
Lunes 6 Descripción Tiempo TS
Juan González Documentación de la programación para futuros usos 7 Horas 21 TS


Miercoles 1 Descripción Tiempo TS
Juan González Arreglar motores de la mano e implementación de motores 7 Horas 21 TS

Agosto 2021

Martes 31 Descripción Tiempo TS
Juan González Implementación de algoritmos de control en motores de la mano 7 Horas 21 TS
Lunes 30 Descripción Tiempo TS
Juan González Implementación de control en motores con sistema de lazo abierto 7 Horas 21 TS
Miercoles 25 Descripción Tiempo TS
Juan González Implementación de contrlador PID en simulación con múltiples motores 7 Horas 21 TS
Simulacion miltimotor.jpg
Martes 24 Descripción Tiempo TS
Juan González Mejoramiento de controlador a tipo PID, finalización de programación de controlador de lazo cerrado, implementación en la prótesis 7 Horas 21 TS
Lunes 23 Descripción Tiempo TS
Juan González Finalización de la simulación y programación para los actuadores lineales con controlador tipo PI. Se logró manejar simulteanamente ambos motores 7 Horas 21 TS
Simulación Proteus
Jueves 19 Descripción Tiempo TS
Juan González Implementación de controlador P y PI en Proteus para la simulación del sistema 7 Horas 21 TS
Miercoles 18 Descripción Tiempo TS
Juan González Finalizaciónd de controlador PI. Se redujo el rizado y se siguió adelantando la documentación 7 Horas 21 TS
Martes 17 Descripción Tiempo TS
Juan González Adelanto en pieza 3d para la impresora, adelantar documentación de las librerías de arduino 7 Horas 21 TS
Miércoles 11 Descripción Tiempo TS
Juan González Se hizo el diseño de una pieza para un soporte de la impresora. Se conectó un potenciómetro al sistema para simular la entrada de una señal y la respuesta del controlador. Ya que la respuesta tiene rizado, se empezó a programar un controlador tipo PI para manejar mejor el motor 7 Horas 21 TS
Control P
Martes 10 Descripción Tiempo TS
Juan González Se empezó la creación y documentación de las librerias para manejar el motor. Se termino el controlador tipo P, ya funciona correctamente 7 Horas 21 TS


Lunes 9 Descripción Tiempo TS
Juan González Se empezó la programación de funciones para controlar los motores para seguir una ubicación a través de un controlador tipo P 7 Horas 21 TS


Miercoles 4 Descripción Tiempo TS
Juan González Se continuó con la simulación del sistema en proteus, avanzado en la programación para controlar los motores simultaneamente. 7 Horas 21 TS


Lunes 2 Descripción Tiempo TS
Juan González Se creo una simulación de todo el montaje físico en proteus, teniendo en cuenta los drivers, los motores y el Arduino. Se programó internamente el arduino de proteus para poder hacer programación y simulaciones sin necesidad de tener que tener todo el montaje real 7 Horas 21 TS

Julio 2021

Miércoles 28 Descripción Tiempo TS
Juan González Se implementó el uso de un convertidor DC-DC para manejar dos voltajes diferentes, dependiendo el moto que se vaya a usar. Se adelantó el código en Arduino para manejar múltiples motores. 7 Horas 21 TS


Martes 27 Descripción Tiempo TS
Juan González Avances en el montaje de protoboard de la electrónica 7 Horas 21 TS


Lunes 26 Descripción Tiempo TS
Juan González Arreglar conexiones de la prótesis e iniciar el montaje en protoboard con los controladors 7 Horas 21 TS

Abril 2021

Viernes 9 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Reconstrucción de circuito y Adaptación de Firmware, 12 Horas 36 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Jueves 8 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Reconstrucción de circuito y Adaptación de Firmware 14 Horas 42 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Miercoles 7 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de tapas para actuadores lineales y muñeca 12 Horas 36 TS

Nota: A causa de incidente con el circuito electrónico en la entrega de prótesis de Javier, se ha prestado la tarjeta ESP32, el circuito se ha desintegrado. TODO: Reemplazar la tarjeta por Arduino Nano, reconstruir el circuito y adaptar la programación de firmware para Arduino Nano

Martes 6 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Conexión de sensor muscular y Programación de Firmware 12 Horas 36 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Domingo 4 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de Circuito de Alimentación (Baterías) 6 Horas 18 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Sabado 3 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de arnés 6 Horas 18 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Viernes 2 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Instalación de Pieza de unión entre Socket y Codo 6 Horas 18 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .
Jueves 1 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de Pieza de unión entre Socket y Codo 6 Horas 18 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca .

Marzo 2021

Miercoles 31 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de tapa para motores dactilares 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales y muñeca.


Martes 30 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.


Lunes 29 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.

Marzo 2021

Domingo 28 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Sabado 27 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Viernes 26 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Jueves 25 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 4 Horas 12 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Miercoles 24 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 8 Horas 24 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.


Martes 23 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Interconexión de modulos electrónicos y Programación de Firmware 8 Horas 24 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.


Lunes 22 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Distribución de cableado, Instalación y prueba de Acelerómetro de Rotor de Brazo 8 Horas 24 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Domingo 21 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Diseño de Circuito Electrónico y test iniciales de movimientos en actuadores de codo, brazo y muñeca 8 Horas 24 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Sabado 20 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Ensamble Final de motores dactilares, Adecuación de espacio para circuito electrónico en la pieza estructural del brazo 8 Horas 24 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Viernes 19 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Ensamble Final de mecanismos de Rotor de codo y Rotor de brazo. Distribución de cableado 5 Horas 15 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Jueves 18 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Ensamble de dedos y mecanismos, modificación electrónica de servo-motores 5 Horas 15 TS 
 TODO:Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.


Miercoles 17 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Ensamble de Mecanismo de Rotación de Muñeca con servos lineales 5 Horas 15 TS 
 TODO:Ensamblar las falanges de los dedos y sus Actuadores
      Diseñar puntos de anclaje para los actuadores lineales en la muñeca.
      Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.


Lunes 15 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Limpieza de Modelos Impresos, Ensamble de Motor de Rotación de Brazo 5 Horas 15 TS 
 TODO:Imprimir Piezas Faltantes del mecanismo de rotación de muñeca.
      Diseñar puntos de anclaje para los actuadores lineales en la muñeca.
      Diseñar las tapas para el área de los actuadores lineales, muñeca y palma.
Miercoles 10 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Modelado de Sistema de Rotula para rotación de muñeca 5 Horas 15 TS
Martes 9 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Adecuación de espacio para Tarjeta Controladora 5 Horas 15 TS
Lunes 8 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Modelado de Sistema de Rotula para rotación de muñeca 5 Horas 15 TS
Domingo 7 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Modelado de Soporte para Motores Lineales 5 Horas 15 TS
Sabado 6 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Modelado de Piezas Estructurales del brazo 5 Horas 15 TS


Viernes 5 Descripción Tiempo TS
Johan Garcia Impresión y acabados 5 Horas 15 TS
Jueves 4 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Se hizo el modelo del soporte de motor para pulgar, fue enviado a impresión 3D 5 Horas 15 TS
Miercoles 3 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Se terminó el modelo de la palma de la mano derecha con sus modelos accesorios y se enviaron a impresión 10 Horas 30 TS 
 TODO: -Modelar la pieza estructural del brazo de acuerdo a las medidas de los actuadores y las medidas del beneficiario.
Martes 2 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Se continuó la Impresión 3D de las falanges de los dedos de la mano derecha, Se modificaron los modelos de la palma para la nueva configuración de motores 15 Horas 45 TS
Jully Homez Diseño 3D de motor de codo para montaje en software 3D 4 Horas 12 TS 
 TODO: -Modelar la pieza estructural del brazo de acuerdo a las medidas de los actuadores y las medidas del beneficiario.


Lunes 1 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Se inició la Impresión 3D de las falanges de los dedos de la mano derecha, Se continuó con el analisis del mecanismo de rotación de muñeca. 15 Horas 45 TS 
 TODO: -Modelar la pieza estructural del brazo de acuerdo a las medidas de los actuadores y las medidas del beneficiario.
       -Modelar el motor del codo para simulación del ensamble en software 3D.

Febrero 2021

Domingo 28 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Modelado 3D de dedos y palma 8 Horas 24 TS 
 TODO: -Iniciar el diseño de la mano para impresión de los dedos el dia Lunes 1ro de Marzo 2021
       -Modelar el motor del codo para simulación del ensamble en software 3D


Sabado 27 Descripción Tiempo TS
Johan García Asistencia psicologica, temas legales, toma de medidas 2 Horas 6 TS
Fabián Bustos Asesoría en diseño, mecánica y electrónica 2 Horas 6 TS
Andres Camilo Sanchez Asistencia a entrevista para planeación del desarrollo de la prótesis 2 Horas 6 TS
Viernes 26 Descripción Tiempo TS
Fabián Bustos Analisis de datos, mecanismos y medidas 6 Horas 18 TS 
 TODO: -Iniciar el diseño de la mano para impresión de los dedos el dia Lunes 1ro de Marzo 2021
       -Modelar el motor del codo para simulación del ensamble en software 3D

Noviembre 2020

Semana del 17 al 20 de Noviembre

Miércoles 18 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Entrega presencial del montaje eléctrico, se realizaron las pruebas pertinentes de los sensores y actuadores y se concluye el trabajo. 2 Horas 6 TS
Salomé Pérez Entrega presencial del montaje eléctrico, se realizaron las pruebas pertinentes de los sensores y actuadores y se concluye el trabajo. 2 Horas 6 TS
Martes 17 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se tomaron todos los componentes que hacen parte del circuito para probarlo de forma independiente al montaje de la mano, tras realizar las nuevas conexiones se logra hacer funcionar de forma adecuada el montaje eléctrico. 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Se tomaron todos los componentes que hacen parte del circuito para probarlo de forma independiente al montaje de la mano, tras realizar las nuevas conexiones se logra hacer funcionar de forma adecuada el montaje eléctrico. 4 Horas 12 TS

Semana del 9 al 13 de Noviembre

Viernes 13 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Debido a los inconvenientes presentados en cuanto al diseño, se decide concluir la parte electrónica de la prótesis de forma que solo deba modificarse el diseño de la misma. 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Debido a los inconvenientes presentados en cuanto al diseño, se decide concluir la parte electrónica de la prótesis de forma que solo deba modificarse el diseño de la misma. 4 Horas 12 TS
Jueves 12 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Según lo acordado se plantea hacer uso de un diseño previamente sugerido ya que se adecua de mejor forma a las dimensiones de la prótesis, por lo que se inició el diseño de un nuevo antebrazo que tuviera el espacio para que la parte electrónica tuviera lugar. 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Según lo acordado se plantea hacer uso de un diseño previamente sugerido ya que se adecua de mejor forma a las dimensiones de la prótesis, por lo que se inició el diseño de un nuevo antebrazo que tuviera el espacio para que la parte electrónica tuviera lugar. 5 Horas 15 TS
Miércoles 11 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Trabajo presencial en la fundación para ensamblaje de la prótesis, se descubrieron algunos errores en las piezas diseñadas y se propone hacer uso de otras piezas que hacen parte de la mano. 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Trabajo presencial en la fundación para ensamblaje de la prótesis, se descubrieron algunos errores en las piezas diseñadas y se propone hacer uso de otras piezas que hacen parte de la mano. 6 Horas 18 TS
Martes 10 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Documentación 6 Horas 85 TS
Salomé Pérez Se recogieron las piezas de la mano para ensamblar con el ninja flex, pues tocó abrir más huecos a los dedos para que el movimiento fuera tanto para cerrar la mano como para abrirla, se montó a cada dedo para poder realizar las pruebas en la fundación el 11 de noviembre 7 Horas 18 TS
Lunes 9 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Documentación 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Se subió la segunda parte de la documentación a la wiki, se realizó una reunión para determinar la entrega del proyecto y se organizó un espacio con el grupo para el Martes 10 de noviembre terminar el ensamblaje de la mano 5 Horas 15 TS

Semana del 3 al 6 de Noviembre

Viernes 6 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se probó utilizando compuertas logicas, efectivamente funciona pero no hay tanto espacio, por mas de que se ponga en váquela, se dejará la novedad para futuras innovaciones. 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Se subió una parte de la documentación a la wiki y se organizó la información con tal de que quedara en orden de realización 4 Horas 12 TS
Jueves 5 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se probó utilizando un conmutador para conectar dos baterías en sería para generar los 10V que se necesitan, sin embargo, es complejo puesto que solo carga una de las dos celdas, no resulto viable 4 Horas 12TS
Miércoles 4 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se utilizó una batería auxiliar para cargar el dispositivo, sin embargo el motor del brazo sigue demandando mucha energía, es posible que no sea suficiente y se deban utilizar dos baterías. 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Se trabajó en la documentación del proyecto, recopilación de las imágenes y organización de las fases en que se dió el desarrollo y diseño del socket 5 Horas 15 TS
Martes 3 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Trabajamos en la fundación los temas de tratamiento de piezas y funcionamiento de ensamble de la prótesis completa. Se corrigieron errores de otra prótesis. 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Se trabajó en la fundación haciendo el ensamble de los dedos, se abrieron huecos para insertar en ellos el ninja flex 4 Horas 12 TS

Octubre 2020

Semana del 26 al 30 de octubre

Viernes 30 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Trabajamos en la fundación con la prótesis de otro paciente 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Documentación de la sección de diseño de socket, se realizó una guía que incluyera el proceso de elaboración, toma de medidas, ajustes y acabados finales del socket y del liner para socket. 5 Horas 15 TS
Jueves 29 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se cambió el montaje eléctrico dado que el modulo de carga y descarga no esta cargando las baterías. 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Recopilación de imágenes y redacción de la primera parte de documentación de la sección de diseño de socket. 4 Horas 12 TS
Miércoles 28 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se corrigió la programación puesto que el motor no gira con la velocidad deseada. El motor requiere de una alta cantidad de energía y resulta que no gira con la velocidad deseada porque no cuenta con la potencia energética. 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Recopilación de la información acerca del proceso de toma de medidas, diseño y ajustes de los primeros modelos de socket para iniciar documentación en la wiki del proyecto. 4 Horas 12 TS
Martes 27 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Se programó el dispositivo para invertir el sentido de giro del motor 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Envío de diseños por separado para la impresión, confección de liner para socket, se realizaron 4 modelos de diferentes medidas para asegurar un modelo de liner apto para el beneficiario, esto realizado teniendo las medidas tomadas del brazo. 4 Horas 12 TS
Lunes 26 Descripción Tiempo TS
Sebastian R. Las piezas quedaron sin las perforaciones para que las atraviese los materiales, para ello se volvieron a perforar. 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Cotización y compra de tela 8001 para liner del socket, investigación de resistencias de calor para máquina termoformadora 7 Horas 21 TS

Semana del 19 al 23 de octubre

Viernes 23 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Investigación sobre materiales para la hoja de la termoformadora 5 Horas 15 TS
Sebastian R. tratamiento mecánico sobre las piezas, se realizaron perforaciones para que ellas puedan moverse como se había planteado. 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Búsqueda de elastano (tela) en textileras, verificación de las medidas tomadas del escáner de muñón con el socket diseñado 7 Horas 21 TS
Jueves 22 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de nuevo marco circular para la hoja en la maquina de vaciado 4 horas 12 TS
Sebastian R. Recogí las piezas, tratamiento mecánico sobre las mismas. En esta ocasión quedaron sin los errores cometidos sobre la primer muestra de piezas impresas, sin embargo debemos de hacer los huecos sobre las mismas para que estas funcionen correctamente 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Investigación material antideslizante para evitar que el liner se salga del socket, el cual puede ser látex líquido. Selección de un material para el liner, elastano material sintético que permite la transpiración y es de secado rápido, lo cual evita laceraciones e irritación en la piel 6 Horas 18 TS
Miércoles 21 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de la caja superior de la maquina en la que van las resistencias y soporte 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Dadas las dimensiones de las impresiones se esta investigando en nuevas alternativas para satisfacer las necesidades energéticas 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Investigación de los diferentes materiales que pueden utilizarse para el liner del socket, precios y características que permiten la transpiración en el material, consulta de las resistencias de calor, circuito y conexión para la máquina de vaciado 6 Horas 18 TS
Martes 20 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de la caja de vaciado y marco de la hoja 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se diseño un circuito con una batería auxiliar para soportar la cantidad de actuadores 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Búsqueda de diferentes referencias de bombas de vacío y sobre el sistema eléctrico relacionado con el calentamiento del material. 6 Horas 18 TS
Lunes 19 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Investigación sobre la variables que influyen en la maquina de vaciado, sobre la presión y las etapas del proceso con relación a las etapas de construcción y sobre el sistema eléctrico 6 Horas 18 TS
Sebastian R. Prueba con los motores sobre los dedos. Seguimos trabajando sobre la etapa de potencia pues las baterías funcionan pero se descargan muy rápido dada la cantidad de actuadores que tenemos 6 Horas 12 TS
Salomé Pérez Investigación sobre los costos del liner para prótesis según el material del que están hechos, análisis del material: según la actividad que se tenga se puede elegir un material para el liner. 6 Horas 18 TS

Semana del 13 al 16 de octubre

Viernes 16 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajustes en orificios de los dedos para los hilos, finalización de base para servomotores y ajusten en orificio para unión entre mano y antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Interacción mecánica de las piezas con los motores. Se debe de volver a imprimir las piezas que se habían impreso dados los errores que se han cometido dentro de la etapa de diseño, impresión y post tratamiento 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Investigación sobre materiales que pueden ir en el interior del socket (en contacto con el brazo) y corrección de unos segmentos del socket que debían pulirse, investigación sobre el principio de funcionamiento de la máquina de vaciado 6 Horas 18 TS
Jueves 15 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva finalización de ajustes de la primera parte del antebrazo y ajuste de posición para servomotores 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Pulido de los encajes de los dedos 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Seccionamiento del socket para imprimir partes más pequeñas y apertura de los orificios para insertar la banda que asegura el socket al brazo, investigación de los materiales que pueden ayudar a dar un mejor ajuste del socket al brazo 6 Horas 18 TS
Miércoles 14 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajustes en orificios de la palma de la mano y de orificios en la primera parte del antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Unión mecánica delas piezas 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Unión de las piezas del socket que van acopladas al antebrazo y apertura del orificio en el que encaja el motor, investigación sobre tipos de bombas de vacío (precios, características técnicas) 5 Horas 15 TS
Martes 13 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización ajustes en los dedos para la unión de los mismos entre ellos y con la mano 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Tratamiento mecánico de las piezas 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Ajustes de la cavidad del motor en el socket según el diseño del antebrazo 5 Horas 15 TS

Semana del 5 al 9 de octubre

Viernes 9 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajustes en la unión de las partes de los dedos y ajustes del motor antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. El circuito funciona pero por algún motivo no se mueve a una velocidad prudente para la aplicación 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Ajustes del socket y empalme del motor con el antebrazo 5 Horas 15 TS
Jueves 8 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización de modificaciones en el antebrazo para encaje de motor y ajustes para unión de dedos 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Se soldaron componentes y se conecto etapa de potencia 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Revisión de los materiales, proceso y qué otros dispositivos que pueden ser usados en la máquina de vaciado 4 Horas 12 TS
Miércoles 7 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Modificaciones diseño de antebrazo para acomodar el motor que encaja entre el antebrazo y el socket 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Desplazamiento a la fundación para recoger piezas 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Modificaciones al diseño para adaptar motor y unión con el antebrazo 5 Horas 15 TS
Martes 6 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de espacio para el servomotor en el antebrazo para el encaje con el socket 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se desarrolla una etapa de potencia para el circuito 6 Horas 018 TS
Salomé Pérez Reunión con Sebastián y Melissa para definir el nuevo compartimento del motor para el socket, ajustes al anterior diseño para adaptar el motor 5 Horas 15 TS
Lunes 5 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Revisión bibliográfica acerca de las variables que definen el prceso de la maquina de vaciado y una revisión acerca de las maquinas ya existentes en el mercado 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se corrigió el sentido de giro del motor 6 Horas 018 TS
Salomé Pérez Diseño de socket con ajustes y revisión del proceso de vaciado de distintas máquinas 5 Horas 15 TS

Septiembre 2020

Semana del 28 de septiembre al 3 de octubre

Viernes 2 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización de diseño de tornillo de acople para mano y antebrazo, investigación de diseños de maquina de vaciado 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se hicieron pedidos de piezas para añadir al circuito. Existen componentes electrónicos que deben ser medidos dentro de la practica para solicitar nuevas piezas concorde a lo que se ha diseñado y planeado 5 Horas 015 TS
Salomé Pérez Cambios en la propuesta de socket para adaptar al largo del brazo 5 Horas 15 TS
Jueves 1 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajustes diseño de motor, diseño de acople de tornillo en mano y antebrazo 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Se diseño una red de carga y descargar a partir de un integrado que permite el flujo de cargas sin afectar el sistema 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Ajustes al nuevo diseño de socket, se plantea una forma adaptar el largo del socket para complementar el largo del brazo 5 Horas 15 TS
Miércoles 30 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva diseño de motor que da el movimiento del brazo para luego hacer el engranaje a la medida exacta del motor y del eje de este 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se diseño la red de carga del circuito 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Diseño de la nueva propuesta de socket con los ajustes comentados e investigación de algunos diseños que complementan el diseño propuesto 5 Horas 15 TS
Martes 29 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva cambios y ajustes en el diseño del encaje para los servomotores en en el antebrazo sin embargo, falta definir cual es el tamaño de los servos, diseño engranaje de los dedos y reunión de definición de cambios 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Trabajo en esquemático para potencia del circuito 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Diseño de las dos propuestas de socket y reunión con Johan y el equipo de trabajo para determinar el socket definitivo con los cambios comentados 5 Horas 15 TS
Lunes 28 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Encaje de servomotor en antebrazo, reunión con Sebastián y Salome para la definición del encaje del motor que tiene el movimiento del antebrazo y el socket, documentación 6 Horas 18 TS
Sebastian R. Investigación ene energía y potencia 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Reunión con Melissa y Sebastián para definir cómo sería el encaje del antebrazo con el socket y trabajo en las dos propuestas de socket planteadas 6 Horas 18 TS

Semana del 21 al 26 de septiembre

Viernes 25 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización del antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Diseño de fuente de energía portable 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Diseño de socket: Moldeado y pulido del diseño. 6 Horas 18 TS
Jueves 24 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de antebrazo, adecuación a medidas del beneficiario y adecuación de las falanges de los dedos 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Diseño fase de potencia 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Diseño de socket para el brazo derecho y ajustes del mismo 6 Horas 18 TS
Miercoles 23 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Nuevo diseño de la mano, adecuación para el sistema electrónico 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Diseño de distribución energética y fuente de alimentación. Se utilizaron baterías, sin embargo se descargaron rápidamente 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Correcciones del diseño, al tomar el molde/socket no se podía separar del escanner tomado 6 Horas 18 TS
Martes 22 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Nuevo diseño de la mano, adecuación para el sistema electrónico 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Diseño de un sensor artesanal, experimento fallido por cuestiones de diseño 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Correcciones del diseño, al tomar el molde/socket no se podía separar del escanner tomado 6 Horas 18 TS
Lunes 21 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Estudio de caso sobre las fallas en la impresión de la mano y estudio del nuevo diseño 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Diseño de la red de motores a usar 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Diseño de socket, dimensionamiento de medidas en el programa 6 Horas 18 TS

Semana del 14 al 18 de septiembre

Viernes 18 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño engranaje para servomotor de la mano y diseño antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se desarrollo el recorrido con el mismo sensor para ambos motores 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Diseño de socket y corrección de imperfecciones en el escanner 5 Horas 15 TS
Jueves 17 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Diseño de antebrazo, ajuste del espacio para los servo motores del antebrazo 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Se realizó un on/off para el circuito completo con el fin de no gastar energía y aprovecharla 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Documentación y diseño de socket en Rhinoceros y ajustes del escaneado 5 Horas 15 TS
Miércoles 16 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Corrección en el diseño en el momento de remover la marca de la tapa de la palma de la mano 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Finalmente se comprobó que el driver con el que venia la prótesis no se encuentra en buen estado, ademas, para mover el motor se necesita de una fuente de voltaje grande lo que genera mayor peso en el diseño de la prótesis ademas de un diseño mas robusto. Se esta buscando la forma de alternar entre eficiencia y peso utilizando los mismos componente. Ahora se proyecta utilizar baterías recargables en serie para mover el motor que hace parte del codo 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Al hacer la reconstrucción en el programa skanect seguían quedando vacíos en aquellas partes que no fueron escaneadas correctamente, además de que quedaban secciones con irregularidades, por lo que se plantea hacer la reconstrucción en el programa Rhinoceros. 6 Horas 18 TS
Martes 15 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Investigación de diseños para la parte del brazo y encaje con el antebrazo, ajustes del diseño de antebrazo para el brazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se encontró en la electrónica que el motor se puede mover sin embargo no presenta na alta velocidad pero si un gran toque. Para corroborar eso se utilizo un puente H integrado que corresponde a la referencia L293D 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez De acuerdo con el escanner realizado se inicia la reconstrucción de las partes que no fueron escaneadas completamente ya que quedaban vacios, se hace la reconstrucción de esas partes en el programa skanect 6 Horas 18 TS
Lunes 14 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Documentación, reunión con salome para la decisión del proyecto de la maquina de vaciado para socket, trabajo en el antebrazo 6 Horas 18 TS
Sebastian R. El motor presentó de nuevo vibraciones pero en ningún momento presento un giro, para ello se opto por comprobar con otro motor si la programación estaba mal y resulta que el motor que se utilizó tampoco funcionaba 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Reunión con Melissa para decidir entre el proyecto de máquina de inyección y la máquina de vaciado para socket, investigación y reunión con el beneficiario Andrés Camilo para toma del scanner y molde de yeso del muñón derecho 12 Horas 36 TS

Semana 7 de 11 de septiembre

Viernes 11 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ultimos arreglos en el diseño de la mano y revisión bibliografica acerca de la maquina de inyección 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se desoldó los cables del motor paso a paso y se cambio por uno nuevos. Ahora el motor vibra por lo que se asume que esta funcional; es cuestión de trabajar en el sentido de giro del motor 5 Horas 15 TS
Salomé Pérez Documentación y revisión de estrategias para el proyecto de máquina de vaciado para socket 5 Horas 15 TS
Jueves 10 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Trabajo en palma de la mano 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Al utilizar la programación documentada por los compañeros anteriores se evidencio que hay un problema físico que debemos corregir. 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Lectura del manual para impresión 3D y revisión de cómo usar el programa skanect 5 Horas 15 TS
Miércoles 9 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Documentación y mejora en diseño de la mano 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Cambio de cables y de programación sobre el motor paso a paso 4 Horas 12 TS
Salomé Pérez Visualización del video de escaneado en 3d con skanect (introducción), Lectura de material: Manuales de buenas prácticas para impresión 3D, Revisión de material ARTISTA 6 Horas 18 TS
Martes 8 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajustes diseño antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Cambio de driver para el motor 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Investigación sobre tipos de prótesis y socket - Tipos de materiales que se utilizan 5 Horas 15 TS
Lunes 7 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Modificaciones de diseño de antebrazo 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Investigación de una nueva programación y edición de la misma 6 Horas 18 TS
Salomé Pérez Inducción de la plataforma de Utopia Maker e investigación 6 Horas 18 TS

Semana 31 de agosto 4 de septiembre

Viernes 4 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Ajuste de diseño de antebrazo para encaje con la mano 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se programo el motor paso a paso que se ubica en el codo del prototipo 5 Horas 15 TS
Jueves 3 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización en el diseño de la mano, encaje de la palma con la base 4 Horas 12 TS
Sebastian R. Se investigo en nuevas alternativas a piezo electricos para poder someterlos a diferentes superficies y fuerzas para evaluar cual aporta un mejor resultado de acuerdo al diseño planteado 4 Horas 12 TS
Miercoles 2 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Finalización diseño de la palma de la mano 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Se adquirió un motor nuevo por 15K COP, el motor fue sometido ante un nuevo programa y se obtuvieron resultados positivos pues logra evidenciar la fuerza, de forma binaria, que se le aplica al sensor. 4 Horas 12 TS
Martes 1 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Trabajo en el diseño de la mano en rhinoceros 5 Horas 15 TS
Sebastian R. Efectivamente el programa que se utilizo mas la aplicación de una fuerza sobre el motor termino por deteriorarlo. Se procede a investigar nuevas alternativas a estos motores 6 Horas 18 TS
Lunes 31 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Trabajo en el diseño de la mano en tinkercad 6 Horas 18 TS
Sebastian R. Se logró realizar un movimiento con el piezo electrico sobre el motor, sin embargo el programa no resulta estable 6 Horas 18 TS
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