Protesis de codo Carolina Huertas
Contents
Desarrolladores y Recursos
Jefes de Proyecto | Desarrolladores | Contabilidad | |||||||||||||||||||||||
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Etapas
Objetivos
-El presente proyecto se enfoca en realizar una prótesis de miembro superior transhumeral (a nivel medio del antebrazo)para la beneficiaria Carolina Huertas de 26 años, habita en la ciudad de Tunja, en la entrevista ella expresa su necesidad de una mano fuerte y que le genere confianza a la hora de tomar objetos de peso mediano, entre los usos cotidianos que podria tener la protesis se contempla el uso de la bicicleta por lo que un análisis y una elección de los materiales apropiados debe hacerse.
Evaluación Antropométrica
24/08/2021
Según el análisis de las dimensiones de la extremidad y después de un repaso por los diferentes tipos de actuadores disponibles en el mercado, se ha logrado integrar un motor-reductor en la parte baja del socket, este motor tiene torque suficiente para levantar la extremidad, gracias a su tamaño reducido ayudara a suplir los requerimientos de simetría y gracias a su composición de polímero resistente reducirá el peso total de la prótesis.
25/08/2021
Con la ayuda de un dispositivo scanner 3D (Kinect) se ha digitalizado la muestra de la extremidad tomada en yeso, se editó la malla resultante del scan con el software ZBrush y fotografías de referencia, para lograr una representación tridimensional aproximada a la extremidad, este será la parte principal sobre la que se construye la prótesis propuesta.
Diseño de Prótesis e Impresión 3D
26/08/2021
Se ha iniciado el proceso de diseño de la mano mecánica teniendo en cuenta los requerimientos del usuario. Los materiales de la mano mecánica deben soportar esfuerzos considerables debido a la actividad relacionada con uso de la bicicleta, por lo cual se ha decidido construir un prototipo de una mano con piezas metálicas y polímeros de alta resistencia para mantener un agarre fuerte y seguro de los objetos. En esta parte de la prótesis se utiliza la impresión 3D solamente como método de prototipado mas no como el producto final.
Con respecto al actuador a cargo del movimiento de la muñeca, se ha encontrado una compatibilidad entre un motor DC de alto torque (37GB) y el prototipo de la mano existente, se logra esto por medio de una transmisión tipo worm gear que toma la fuerza torsional del motor y lo transmite directamente al mecanismo.
30/08/2021
Para el modelado 3D se utilizaron los programas Fusion 360, Rhinoceros 6 y ZBrush 4R8 para la modificación de piezas existentes y la generación de nuevos complementos para el prototipo. El mecanismo original se compone de los dedos pulgar, índice y medio, los cuales se utilizan para hacer el movimiento de agarre necesario para montar en bicicleta, este modelo se modifico para que tuviera un mejor agarre colocándole un motor al mecanismo. Este prototipo va cubierto por un diseño de una mano elástica como se evidencia en las imágenes, es importante mencionar que esta mano tiene los dedos anular y meñique rígidos para un mejor movimiento de agarre.
4/09/2021
Se ha realizado una representación tridimensional de las medidas reales del caso en software de modelado 3D (Rhinoceros 5), con este archivo podemos realizar los ensambles y simulaciones necesarias para lograr unas dimensiones y volúmenes en las piezas finales que concuerden con la constitución real del usuario, esta etapa es la mas importante y vital para la planeación y la obtención de modelos de producción en las máquinas.
Análisis Mecánico
2/09/2021
Después de realizar el montaje de la mano con el motor se han realizando las pruebas de de desempeño del ensamble, con respecto a la fuerza de agarre se evidencia una presión considerable en la pinza. Se encuentra un problema en cuanto al tamaño del piñon , ya que afecta la velocidad de ejecución y por ende el carácter mecánico/eléctrico del prototipo, por lo cual, se decidió reducir el piñón de 45 mm a 30 mm de diámetro y de esta forma disminuir la velocidad de ejecución con el fin de tener un mejor agarre, es importante tener en cuenta que esta modificación requiere un mayor voltaje el mecanismo.
Debido a este ajuste se realizaron diferentes modificaciones en el prototipo, por ejemplo, la pieza soporte se tuvo que reducir y además posicionar de una manera diferente algunos huecos de los tornillos como se evidencia en las imágenes, de esta forma el motor se acomodo a una altura más baja ocupando menos espacio en el guante elástico.
Analisis Electrónico
30/08/2021
La prótesis utiliza dos motores DC reductores, asignados a las funciones de flexión / extensión de codo y apertura /cierre de la mano, cada motor va controlado por un puente h y un sensor de posición, los mecanismos de entrada para control de usuario se componen de un botón selector de diferentes modos o actuadores y de un sensor de actividad muscular, en un primer modo de selección, el motor seleccionado será el del codo y ejecutará un movimiento proporcional a la actividad muscular de la extremidad, en el rango que va desde la posición de brazo extendido hasta una flexión de 90 grados, al presionar de nuevo el botón selector el control apuntará hacia el motor de la mano, de igual manera proporcional a la actividad muscular de la extremidad.
Calibración y Entrega
Actividades
Reportes y TS
Septiembre 2021
Miércoles 1 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Juan Diego Peña | Diseño de Partes de la Muñeca | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Jueves 2 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Juan Diego Peña | Diseño de Partes de la Muñeca | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Agosto 2021
Martes 31 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Juan Diego Peña | Diseño de Partes de la Muñeca | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 7 Horas | 21 TS |
Lunes 30 | Descripción | Tiempo | TS |
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Juan Diego Peña | Diseño de Partes de la Muñeca | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 6 Horas | 18 TS |
Viernes 27 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 4 Horas | 12 TS |
Juan Diego Peña | Preparación de Programación | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 6 Horas | 18 TS |
Jueves 26 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 8 Horas | 24 TS |
Juan Diego Peña | Preparación de Programación | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 4 Horas | 12 TS |
Miercoles 25 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Análisis de medidas, Diseño de Mano | 8 Horas | 24 TS |
Juan Diego Peña | Preparación de Programación | 7 Horas | 21 TS |
Fabian Bustos | Scan 3D y Modelado de Extremidad | 4 Horas | 12 TS |
Martes 24 | Descripción | Tiempo | TS |
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Valentina Suarez | Preparación de Programación | 8 Horas | 24 TS |
Fabian Bustos | Análisis de datos | 4 Horas | 12 TS |