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http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20331
Título : | Diseño y construcción de una prótesis de mano con sistema de agarre basado en un mecanismo tipo pinza de dos grados de libertad |
Autor : | Orozco Valencia, Santiago Fabricio |
Director(es): | Vera Luzuriaga, John Germán |
Tribunal (Tesis): | Aquino Arroba, Sócrates Miguel |
Palabras claves : | PRÓTESIS DE MANO;SEÑALES MIOELÉCTRICAS;ANÁLISIS CAE;BIOMECÁNICA;ANTROPOMETRÍA;SOLIDWORKS (SOFTWARE) |
Fecha de publicación : | 29-nov-2023 |
Editorial : | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo |
Citación : | Orozco Valencia, Santiago Fabricio. (2023). Diseño y construcción de una prótesis de mano con sistema de agarre basado en un mecanismo tipo pinza de dos grados de libertad. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba. |
Identificador : | UDCTFM;15T00882 |
Abstract : | The technical project arises from the need to increase interest in hand prosthesis technology, especially those adaptable to various ages. Given the limited availability of this type of technology in the country, the aim is to improve the quality of life of disabled people. The main objective is to design and build a hand prosthesis based on a clamp-type mechanism with two degrees of freedom, controlled by myoelectric signals, to achieve a shape as similar as possible to the position of a human clamp. Considering the functional importance of the index, middle, and thumb fingers in daily life, a QFD analysis was carried out to identify challenges and chart a safe path toward the goal. An analysis of different mechanisms was initiated to determine the modules of the prosthesis, selecting them using weighted criteria. Simultaneously, the biomechanics of the hand and its anthropometry were studied to obtain measurements adaptable to an adult hand. Using SolidWorks, the elements of the prosthesis were modeled according to the selected measurements and mechanisms. Considering the programs mentioned in the methodology, materials and manufacturing processes were determined through CAE analysis. Finally, the control of the electronic system was carried out through programming on the Arduino platform, ensuring the necessary security with appropriate components. This methodology allowed us to obtain critical characteristics of the prosthesis, including the overall safety factor, control through myoelectric signals, and, crucially, a compliance level of 73% in the desired hand positions during the tests. In context, the selection of mechanisms, measurements, control system components, and other variables, as well as the manufacturing process, met the requirements, overcoming the challenges and achieving the project's general objective. |
Resumen : | El proyecto técnico surge de la necesidad de aumentar el interés en la tecnología de prótesis para la mano, especialmente aquellas adaptables a diversas edades. Dada la limitada disponibilidad de este tipo de tecnología en el país, se busca mejorar la calidad de vida de las personas discapacitadas. El objetivo principal es diseñar y construir una prótesis de mano basada en un mecanismo tipo pinza de dos grados de libertad, controlada por señales mioeléctricas, con la finalidad de lograr una forma lo más similar posible a la posición de una pinza humana. Considerando la importancia funcional de los dedos índice, medio y pulgar en la vida cotidiana, se llevó a cabo un análisis QFD para identificar desafíos y trazar un camino seguro hacia el objetivo. Se estableció un análisis de diferentes mecanismos para determinar los módulos de la prótesis, seleccionándolos mediante criterios ponderados. Simultáneamente, se estudió la biomecánica de la mano y su antropometría para obtener medidas adaptables a una mano de adulto. Utilizando SolidWorks, se modelaron los elementos de la prótesis según las medidas y mecanismos seleccionados. La selección de materiales y procesos de manufactura se llevó a cabo mediante análisis CAE con los programas mencionados en la metodología. Finalmente, se realizó el control del sistema electrónico mediante programación en la plataforma Arduino, asegurando la seguridad necesaria con componentes adecuados. Esta metodología permitió obtener características clave de la prótesis, incluyendo el factor de seguridad global, el control mediante señales mioeléctricas y, crucialmente, un nivel de cumplimiento del 73% en las posiciones de mano deseadas durante las pruebas. En contexto, la selección de mecanismos, medidas, componentes del sistema de control y otras variables, así como el proceso de manufactura, cumplieron con los requerimientos necesarios, superando los desafíos y alcanzando el objetivo general del proyecto. |
URI : | http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/20331 |
Aparece en las colecciones: | Ingeniero/a Mecánico/a |
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