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Título : Desarrollo de un prototipo de prótesis mioeléctrica de mano de bajo costo empleando actuadores lineales y sensores musculares.
Autor : Guevara Pico, Brenda Isabel
Director(es): Gavilánes Carrión, Javier José
Tribunal (Tesis): Paucar Samaniego, Jorge Luis
Palabras claves : INGENIERÍA ELECTRÓNICA;BIOMEDICINA;PRÓTESIS MIOELÉCTRICA;PRÓTESIS DE MANO;ACTUADORES LINEALES;AGARRE ESFÉRICO;SEÑAL MUSCULAR
Fecha de publicación : 2-mar-2020
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Guevara Pico, Brenda Isabel. (2020). Desarrollo de un prototipo de prótesis mioeléctrica de mano de bajo costo empleando actuadores lineales y sensores musculares. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFIYE;108T0326
Abstract : In the present Titling work, it was developed a prototype of a low-cost hand-held myoelectric prosthesis that has 6 degrees of freedom, which complies with the spherical grip of objects of different diameters. The prototype was designed and tested in a real patient. The design of the prototype hardware was made from the scanning of the patient’s limbs and thanks to the use of CAD designs software, the prosthesis movement mechanism was later developed in the Solid Works design software. Each part of the prototype was printed in 3D with carbon fiber and PLA. The circuit involved in the prototype prosthesis composed mainly of the 6 actuators, the MyoWare sensor, the Arduino Nano microcontroller, the 2200mAh battery, the regulator and the actuator driver, was divided into 3 blocks that were located on the body of the patient. The programming that was developed in Arduino performs a stage of calibration of the patient's muscle signals and subsequently detects the muscle signal of the right biceps muscle allowing the movement of the linear actuators based on the size of the spherical object to be grasped. By statistical analysis, it was determined that the range of spherical object diameter that the prototype prosthesis can grasp is 2 to 12 cm with an average effective grip time of 3.3 seconds. It was determined that the proportion of effective grips of the prototype corresponds to 78.89%, which indicates that it is functional. The prototype expenses were calculated, and its final price was determined to be $1000.07 considered at a low cost. It is recommended to add pressure or current sensors to the design to close the control loop and in the future place a smaller battery.
Resumen : En el presente trabajo de Titulación se desarrolló un prototipo de prótesis mioeléctrica de mano de bajo costo que posee 6 grados de libertad, el cual cumple con el agarre esférico de objetos de distintos diámetros. El prototipo fue diseñado y probado en un paciente real. El diseño del hardware del prototipo se realizó a partir del escaneo de las extremidades del paciente y gracias al uso de software de diseño CAD, posteriormente se desarrolló el mecanismo de movimiento de la prótesis en el software de diseño SolidWorks. Cada una de las partes del prototipo fue impresa en 3D con fibra de carbono y PLA. El circuito que interviene en el prototipo de prótesis compuesto principalmente por los 6 actuadores, el sensor MyoWare, el microcontrolador Arduino Nano, la batería de 2200mAh, el regulador y el driver de actuadores, fue dividido en 3 bloques que fueron ubicados en el cuerpo del paciente. La programación que fue desarrollada en Arduino realiza una etapa de calibración de las señales musculares del paciente y posteriormente detecta la señal muscular del músculo bíceps derecho permitiendo el movimiento de los actuadores lineales en base al tamaño del objeto esférico que se desea agarrar. Mediante análisis estadísticos se determinó que el rango del diámetro de objetos esféricos que el prototipo de prótesis puede agarrar es de 2 a 12 cm con un tiempo promedio de agarre efectivo de 3.3 segundos. Se determinó que la proporción de agarres efectivos del prototipo corresponde al 78.89 % lo cual indica que es funcional. Se calcularon los gastos del prototipo y se determinó que su precio final es de $1000,07 considerándose de bajo costo. Se recomienda agregar al diseño sensores de presión o de corriente que permitan cerrar el lazo de control y en un futuro colocar una batería de menor tamaño.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16373
Aparece en las colecciones: Ingeniero en Electrónica, Control y Redes Industriales; Ingeniero/a en Electrónica y Automatización

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