Difference between revisions of "Protesis Erika Garcia"
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Revision as of 23:36, 5 November 2021
Contents
Desarrolladores y Recursos
| Profile | Photo |
|---|---|
| Johan Garcia Tutor |
|
| Erika García Jefe de Proyecto |
|
| Profile | Photo |
|---|---|
| Fabian Bustos (Diseño Electrónico, Mecánico y Programación) |
|
| Valentina Suarez (Practicante) |
|
| Componente | Valor Unitario | Cant | Valor Total | Estado |
|---|---|---|---|---|
| Total | xxxx COP |
|}
Objetivos
- El presente proyecto se enfoca en realizar una prótesis de miembro superior trans-radial (a nivel medio del antebrazo)para la beneficiaria Erika García Bolivar de 23 años, habita en la ciudad de Medellín, 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 podría tener la prótesis se contempla el uso de la bicicleta por lo que un análisis y una elección de los materiales apropiados debe hacerse.
- Se deben utilizar motores DC con caja reductora, que no superen un voltaje de trabajo de 24v, que proporcionen una respuesta rápida para ejecutar tareas de manera mas natural en las partes móviles, se utilizara una tarjeta electrónica programable que recibirá señales del usuario y controlara los motores de manera proporcional al estimulo recibido por el sensor muscular y un botón selector que se activará con un movimiento específico del usuario.
Evaluación Antropométrica
10/09/2021
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 de la extremidad, este será la parte principal sobre la que se construye la prótesis propuesta.
Molde extremidad frontal
Molde extremidad bilateral
Medidas anatomicas de los miembros superiores de la beneficiaria
Diseño de Prótesis e Impresión 3D
10/09/2021
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 el 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.
Diseño Inicial de Mano Mecánica
Ensamble Motor Mano
Render con Simulación de Texturas
Transmisión Tipo Worm Gear
Motor con Caja Reductora 12V
Motor 37GB
Ensamble Motor-Transmisión
_37mm_Low_RPM_DC_Geared_Motor_with_gearbox_12VDC_200RPM_37GB.png)
10/09/2021
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.
Guante estético
Modelo 3D
Modelo de la mano con el diseño mecánico
Modelo de la mano
10/09/2021
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.
17/09/2021
Debido a que esta prótesis se diseñará de forma mecánica se realizo una búsqueda en la plataforma Thingiverse de un prótesis transradial encontrando el mecanismo que se evidencia en las fotos, cada componente fue ensamblado y escalado a las medidas anatómicas de la beneficiara en el software Fusion 360.
Diseño de la protesis vista lateral
Diseño de la protesis vista superior
Visualización de medidas
Análisis Mecánico
10/09/2021
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.
Ensamble Motor-Transmisión
Mecanismo ottobock diseñado en Fusion 360 y Rhinoceros
Prototipo del soporte de la muñeca
Mecanismo ottobock
Mecanismo ottobock de ejemplo
Soporte muñeca
Diferentes soportes de muñeca
Anillo de unión entre el mecanismo y el brazo
Analisis Electrónico
10/09/2021
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 2020
Noviembre
| Jueves 4 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Búsqueda del resorte adecuado para el funcionamiento de giro e impresión final de pieza de la muñeca | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 3 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de la pieza de la muñeca y pruebas de funcionamiento respecto al giro | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 2 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Rediseño de la pieza de la muñeca deacuerdo al mecanismo de botón comprado | 7 Horas | 21 TS |
Octubre
| Viernes 29 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ajustes del encadenado de la mano | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 28 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de piezas en TPU para el ensamble de los dedos y encadenado de la mano | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 27 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de piezas en TPU para el ensamble de los dedos | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 26 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ajustes físicos a la pieza de la mano para ensamblar el rodamiento | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 22 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Rediseño de piezas del brazo e impresión | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 21 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ensamble de piezas al brazo y pruebas de funcionamiento del brazo con el manguito | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 20 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ajustes del ensamble del manguito y el brazo | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 19 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ensamble del manguito con el brazo, compra de tornillos necesarios para el ensamble | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 15 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Termo deformación del manguito y ajustes físicos de la pieza | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 14 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Pruebas de funcionamiento de la pieza impresa | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 13 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de la pieza de unión y pruebas de funcionamiento | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 12 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Rediseño de la pieza de unión que hace referencia a la muñeca | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 8 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Rediseño de la pieza de unión que hace referencia a la muñeca | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 7 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de las piezas 3D y ensamble con los tornillos adquiridos | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 6 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Cambios en el diseño de 3D de la prótesis de acuerdo a las piezas adquiridas | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 5 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Cambios en el diseño de 3D de la prótesis de acuerdo a las piezas adquiridas | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 1 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Medición de piezas necesarias para la prótesis y su diseño en Fusion 360 | 4 Horas | 12 TS |
Septiembre
| Jueves 30 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de piezas y ensamble | 7 Horas | 21 TS |
| Miercoles 29 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ajustes mecánicos en software 3D e impresión de piezas | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 28 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Diseño de prótesis en software 3D | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 24 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de piezas | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 23 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Ajustes mecánicos en software 3D | 7 Horas | 21 TS |
| Miercoles 22 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Impresión de piezas | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 21 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Diseño de prótesis en software 3D e impresión de piezas | 7 Horas | 21 TS |
| Viernes 17 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Diseño de prótesis en software 3D | 4 Horas | 12 TS |
| Jueves 16 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Análisis del caso, diseño de prótesis en software 3D | 7 Horas | 21 TS |
| Miércoles 15 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Valentina Suárez | Análisis del caso | 7 Horas | 21 TS |
| Martes 14 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Fabian Bustos | Montaje de medidas en software 3D, Análisis del caso | 2 Horas | 6 TS |
| Lunes 13 | Descripción | Tiempo | TS |
|---|---|---|---|
| Fabian Bustos | Montaje de medidas en software 3D, Análisis del caso | 2 Horas | 6 TS |
