Prótesis Javier

Jefe de proyecto

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[Javier Henao]		English Francais Español

Presentación

El proyecto "Prótesis Javier" consiste en el estudio del caso del Señor Javier Henao, para el diseño y fabricación de prótesis de sus miembros superiores. Él tiene 38 años de edad, vive en la ciudad de Montenegro - Quindio y sufrió un accidente de transito donde resultó afectado con la amputación de sus dos miembros superiores, amputación por debajo del hombro, la EPS a la que se encuentra afiliado le proporcionó prótesis ortopédicas las cuales resultaron poco funcionales para Él, por su peso y complejidad operacional. Luego de indagar varias opciones llegó a nuestra fundación, Materialización 3D, donde fue aceptado como beneficiario. Su petición consiste en tener prótesis que pueda manejar de una forma sencilla, que le permitan desempeñar tareas diarias básicas y desenvolverse en un trabajo u oficio.

Recursos

* HUMANOS

La realización del proyecto de manera eficaz requiere inicialmente que se conozcan las opiniones de profesionales en las siguientes ramas:

• Psicólogo
• Fisioterapeuta

Ya con estas evaluaciones se procede al diseño y fabricación por parte de:

• 4 makers

* MATERIALES

• impresora Bogohack comprada en 2014
• Impresora fabricada por Jesus para M3D en 2019

materiales	procedencia	fecha	costo
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxxxxxxxxxxx	xxxxxxxxxx
filamento	protolab	2/08/19	50 000

Diseño y planos

• Link Diseño: https://www.thingiverse.com/thing:3836101

Equipo

Maker	Foto
David G.

Maker	Foto
Jimmy M.

Etapas

Evalución Antropométrica

El señor Javier presenta amputación de sus miembros superiores, se toman medidas de los muñones, incluyendo escaneo 3D para digitalizar la información y toma de fotografias para la respectiva documentación. Como el señor Javier tiene prótesis ortopédicas que fueron diseñadas a medida de sus muñones se evalúa la posibilidad de usar parte de ellas y comenzar el diseño a partir del codo, inicialmente el diseño contará con movimientos básicos como la flexión del codo y una mano flexible con movimiento de pinza.

• 

  Vista lateral

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  Vista lateral 2

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  Vista Frontal muñon derecho

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  Vista Frontal muñon izq

• 

  Prótesis Ortopédicas

• 

  Prótesis ortopédicas

Diseño de Extremidad

De común acuerdo con el beneficiario se decidió usar los brazos de las prótesis ortopédicas que posee, que ya tienen la forma y medidas de los muñones, así las cosas, la fabricación de las extremidades es llevada a cabo desde la parte del codo en adelante; el diseño 3D se realizó en el software FUSION 360 utilizando como referencia los componentes de las prótesis ortopédicas, teniendo en cuenta las peticiones del beneficiario, así como los volúmenes que ocuparan cada uno de los componentes dentro de ella.

Primer diseño de codo para motor DAIICHI KASEI (1.47N-m:2.1rpm) fijado al codo, permitiendo la rotación del antebrazo al accionar el motor.

• 

  Codo Completo

• 

  Sección ajuste al eje del motor

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  Vista Lateral

• 

  Sección complementaria

• 

  Ensamble codo-motor

• 

  Ensamble codo-motor

• 

  Ensamble codo-motor

• 

  Modelo prótesis con su codo

• 

  Modelo prótesis con su codo

• 

  Parte interna de antebrazo

• 

  Motores

• 

  Diseño motor

TODO:  análisis mecánico de la adaptación del socket para los brazos y de allí saldrán ideas para comenzar con el diseño

Diseño Funcional

En evaluación de las tareas que Javier desea realizar, las acciones y posiciones que se desean lograr, se considera la realización del diseño de un mecanismo el cual permite a la protesis realizar los movimientos de pronación y supinación, siendo necesario el uso de un motor más ubicado en la zona del antebrazo, es necesario ubicar de forma adecuada la ubicación del mecanismo y del motor.

Se plantea un mecanismo de engranes planetarios, uno interno fijo al motor y al antebrazo, el cual se encarga de trasmitir el movimiento a un piñon externo, efectuando así la rotación de la mano. Ubicamos esto en una zona posterior a la muñeca para evitar tener conflictos con el sistema actuador de los dedos de la mano.

Se crea también el soporte para el acople entre el motor del codo y el antebrazo, la base para soportar el arduino, un rodamieento el cual sostiene las piezas que intervienen en el moviemiento de pronación y supinación y las pestañas y detalles para el ajuste a la hora del ensamble.

• 

  Rodamiento Pronación Supinación

• 

  Acople Antebrazo a motor del codo

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  Detalle Piñon interno

• 

  Detalle acople movimiento rotación

Se puede observar que se logro mantener la homogeneidad en la silueta externa del antebrazo.

Diseño Mecánico

Cremallera Suave

Esta se encarga de la flexión y extensión de los dedos, por medio de la actuación de un motoreductor convirtiendo su movimiento rotacional en lineal. Se realizó la prueba de impresión con diferentes materiales flexibles y el mejor resultado fue obtenido con el PP, el cual tiene propiedades flexibles y la suficiente rigidez para no deformarse con el movimiento repetitivo de flexión y extensión del dedo. El dedo pulgar y el dedo índice cada uno cuenta con una cremallera independiente, con su respectivo motor, mientras los otros tres dedos cuentan con solo una cremallera la cual se divide en tres para lograr la acción simultanea de estos. El recorrido que requiere realizar la cremallera está alrededor de 2 y 3 centímetros. La ubicación de estos tres motores se localiza en la zona de la muñeca y posterior a esta.

Diseño Eléctrico

Contamos con dos etapas de control diferente, una por señales mioelectricas y otra por comandos de voz; las dos soportadas en un Arduino Mega, necesario debido a los requerimientos de procesamiento y memoria para el tratamiento de las señales auditivas. Es necesario el uso de Drivers para los motores, uno para cada uno, esto para suministrar la suficiente potencia a cada uno de ellos, ya que el Arduino no suministra la potencia suficiente, este se encarga solo de enviar las señales de control (PWM) a cada motor.

Reportes Actividades

Noviempre 2019

Miercoles 13	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño ajuste antebrazo y mano	3 hr	9 TS

Miércoles 06	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Acople mano	4 hr	12 TS

Martes 05	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Reconocimiento ajustes para impresión final del antebrazo, conexión motor codo, pruebas	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Reconocimiento ajustes para impresión final del antebrazo, conexión motor codo, pruebas	4 hr	12 TS

Viernes 01	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Ajustes piezas del codo y antebrazo	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Ajustes piezas del codo y antebrazo	4 hr	12 TS

Octubre 2019

Jueves 31	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del acople de la mano	4 hr	12 TS
David G.	Impresión mitad codo, ajustes piezas del antebrazo	4 hr	12 TS

Miercoles 30	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del acople de la mano	4 hr	12 TS

Martes 29	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño de la mano	4 hr	12 TS
David G.	Impresión cuarta parte antebrazo	4 hr	12 TS

Luenes 28	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Pruebas de señal con el arduino	4 hr	12 TS
David G.	Impresión tercera parte antebrazo	4 hr	12 TS

Viernes 25	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Pruebas de cremallera flexible	4 hr	12 TS
David G.	Impresión segunda parte antebrazo	4 hr	12 TS

Jueves 24	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Detalles pendientes antebrazo	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Diseño de la mano. Pruebas de impresión cremallera flexible	4 hr	12 TS

Miercoles 23	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Impresión de la primera parte del antebrazo	4 hr	12 TS

Martes 22	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño y prueba de materiales en las cremalleras flexibles TPU - PP - PLA	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Pruebas de impresión cremallera flexible	4 hr	12 TS

Lunes 21	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño de cremallera flexible	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Programación y pruebas del sensor muscular en el arduino	4 hr	12 TS

Sábado 19	Descripción	Tiempo	TS
DIego Ch.	simulación mecanismo	2 hr	6 TS

Viernes 18	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño y prueba de impresión cremallera flexible TPU	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Programación y pruebas del sensor muscular en el arduino	4 hr	12 TS

Miercoles 16	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Análisis del algoritmo que se usará para programar el arduino	4 hr	12 TS

Martes 15	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Análisis del algoritmo que se usará para programar el arduino	4 hr	12 TS

Sabado 12	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Detalles Antebrazo, zonas y piezas de sujeción y ajuste	4 hr	12 TS

Viernes 11	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño alterno del giro para el antebrazo	4 hr	12 TS
David G.	Detalles Antebrazo, soporte arduino, apoyo motor codo	4 hr	12 TS

Jueves 10	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño alterno del giro para el antebrazo	4 hr	12 TS

Miercoles 09	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Impresión de prueba para el giro del antebrazo, actualización de la wiki	4 hr	12 TS

Martes 08	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Impresión de prueba para el giro del antebrazo	4 hr	12 TS

Comentarios: Se debe elegir un diseño definitivo del diseño, teniendo en cuenta las preferencias del beneficiario según conferencia telefónica con Él.

Viernes 04	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño alterno del antebrazo para mantener la estética del mismo	4 hr	12 TS

Jueves 03	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Impresión prueba de articulación para movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS
David G.	Impresión prueba de articulación para movimientos de pronación y supinación	5 hr	15 TS

Miercoles 02	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del antebrazo con movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS

Martes 01	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño articulación para movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Diseño articulación para movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS

Septiembre 2019

Lunes 30	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño e impresión de los engranes encargados de realizar los movimientos de pronación y supinación, prueba 2	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Diseño e impresión de los engranes encargados de realizar los movimientos de pronación y supinación, prueba 2	4 hr	12 TS

Viernes 27	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño de los engranes encargados de realizar los movimientos de pronación y supinación	3 hr	9 TS
Jimmy M.	Diseño de los engranes encargados de realizar los movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS

Jueves 26	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Calculos para los engranes encargados de realizar los movimientos de pronación y supinación y diseño CAD	3 hr	9 TS
Jimmy M.	Diseño CAD de los engranajes para los movimientos de pronación y supinación	4 hr	12 TS

Miercoles 25	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Actualización de la wiki protesis javier	4 hr	12 TS

Lunes 23	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Modificaciones al antebrazo, división por secciones	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Actualización de la wiki protesis javier, Instrucciones al beneficiario para que pueda completar su perfil en la wiki y pueda consultar el avance de su proyecto en la misma	4 hr	12 TS

COMENTARIOS: Se busca que el antebrazo tenga la posibilidad de brindar los movimientos de supinación y pronación.

Sabado 21	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Ajustes al diseño del codo para correción de la ubicación del motor, y angulo articular	4 hr	12 TS

COMENTARIOS: Corregido el diseño del codo respecto al motor, para que a 0° y 90° sobresalgan 4 cms del motor para ajustar al antebrazo. Limite articular de 100°.

Viernes 20	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del acople entre el codo y el antebrazo. Actualización de la wiki protesis javier	4 hr	12 TS

TODO: Según análisis mecánico se debe rediseñar el codo ya que el eje del motor no quedó centrado y al hacer el giro del antebrazo puede presentar problemas.

Jueves 19	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del acople entre el codo y el antebrazo	4 hr	12 TS
Sebastian	Aporte ocasional de ideas para el diseño	2 hr	6 TS

Miercoles 18	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Pruebas y análisis ensamble codo	4 hr	12 TS

TODO: análisis mecánico para adaptar el antebrazo a la prótesis

Martes 17	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Ensamble del codo, pruebas y análisis	4 hr	12 TS
David G.	Impresión Codo y Actualización de Wiki	4 hr	12

Lunes 16	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Impresión Codo y Actualización de Wiki	4 hr	12

Sabado 14	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Impresión Codo	2 hr	6 TS

Viernes 13	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño prueba codo y acople a antebrazo	3 hr	9 TS
Jimmy M.	Diseño prueba codo y acople a antebrazo	3 hr	9 TS

Jueves 12	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Diseño del codo de acuerdo al motor seleccionado	4 hr	12 TS

Lunes 09	Descripción	Tiempo	TS
David G.	Diseño del codo con base a motor seleccionado	4 hr	12 TS
Jimmy M.	Diseño del codo con base a motor seleccionado	4 hr	12 TS

Viernes 06	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	De común acuerdo con el beneficiario se decidió usar los brazos que venían con la protesis que le dió la eps y partir de allí para el diseño de los brazos que se acomoden al pedido y comodidad de Él. También se le brinda información al beneficiario sobre como acceder a la web de la fundación y a la info de su proyecto	120 mn	6 TS
DavidG	Diseño y medidas	1 hr	3 TS
Alguien???	Diseño y medidas	1 hr	3 TS
DIego Chacón	Diseño y medidas	1 hr	3 TS

Alguien diseño preliminar de antebrazo junto con DavidG j.martinez y DIego Chacón.

TODO:  análisis mecánico de la adaptación del socket para los brazos y de allí saldrán ideas para comenzar con el diseño

Jueves 5	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Estudio del diseño en el entorno Fushion 3	1 hr	3 TS

Martes 3	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Estudio del diseño en el entorno Fushion 3	1 hr	3 TS

Lunes 2	Descripción	Tiempo	TS
Jimmy M.	Estudio del diseño en el entorno Fushion 3D	1 hr	3 TS

Agosto 2019

viernes 30	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Familiarización con el programa de diseño Inventor Professional	1 Hrs	3 TS

Jueves 29	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Familiarización con el programa de diseño Inventor Professional	1 Hrs	3 TS

Miércoles 28	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Familiarización con el programa de diseño Inventor Professional	1 Hrs	3 TS

Martes 27	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Familiarización con el programa de diseño Inventor Professional	1 Hrs	3 TS

lunes 26	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Familiarización con el programa de diseño Inventor Professional	4 Hrs	3 TS

viernes 23	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Ya que el beneficiario del proyecto optó por dejar las prótesis que la EPS le dió, se procedió a desarmarlas para su estudio y aprovechamiento	2Hrs	6 TS

jueves 22	Descripción	Tiempo	TS
j.martinez	Toma de medidas y fotografías de los muñones de las extremidades superiores incluyendo el escaneo 3D para digitalizar la información	1Hr	3 TS
Camilo Upegui	Ayuda con la toma de medidas y fotografías de las prótesis antiguas	1Hr	3 TS