Prototipo de prótesis transradial para el agarre de objetos

84 páginasEn este trabajo se presenta el desarrollo de un prototipo de prótesis de mano para personas que han perdido su(s) extremidad(es) superior(es). Se hizo una revisión de la literatura en cuanto a los sensores utilizados en prótesis de mano, y se seleccionó el sensor resistivo FSR al tener mejores características que el sensor FlexiForce. A partir de la necesidad de un movimiento preciso y coordinado para agarrar, sostener y desplazar objetos de baja y alta resistencia, se hicieron pruebas de agarre de un vaso lleno con 400 ml de agua y del mismo vaso vacío, con las cuales se hizo un análisis de la conducta de agarre y se estableció, en ambas condiciones, la fuerza que ejerce cada dedo durante esta acción. Posteriormente, se imprimió y se ensambló la prótesis diseñada por el artista francés Gael Langevin, a la cual se le incorporaron los servomotores y los sensores FSR con sus respectivos circuitos de acondicionamiento. Paralelamente, se identificó un sistema de control sobreamortiguado, se calcularon los parámetros de un controlador P y un controlador PI y se calculó la función de la señal de control, la cual se implementó en el algoritmo desarrollado en LabVIEW, que junto con el código diseñado en Arduino, lograron llevar a cabo la función de agarre. Finalmente, con los resultados obtenidos de los diferentes tipos de controladores, se determinó el uso de un controlador PI debido a que el valor del error en la señal de control y de su variación en el tiempo es menor al implementar un controlador PI, en lugar de un controlador P.In this project, the development of a prosthetic hand prototype for individuals that lack one or both of their upper limbs is presented. The force sensor used in the prosthetic hand was analyzed in order to determine the most effective sensor. Following our analysis, it was determined that the FSR sensor has better properties than the FlexiForce sensor. To test the accurate and coordinated movements required to effectively grasp and move objects with strong and weak forces, grasping experiments were performed with a plastic glass containing 400 ml of water and the same glass without water. Gripping analysis was performed for both conditions to determine the force each finger applies while doing this action. A hand prosthetic designed by the French artist Gael Langevin, was printed and assembled, incorporating servomotors and FSR sensors in the conditioning circuits. An over damped control system was also identified, P and PI controller parameters were calculated and the control signal function was calculated. This was implemented in a LabVIEW developed algorithm, together with the Arduino designed code, achieving the grasp function. Finally, results were obtained from different controller types to determine that PI controller use in this project was optimal compared to a P controller due to less error in the control signal and a lower time variation