Diseño e implemetación de un brazo robot portable para discapacitados

Abstract

[ES] La estructura de este TFG abarca, desde su justificación, su objetivo, “Diseño de un brazo robot para discapacitados” (paciente con el síndrome de flail arm) que este paciente pueda usar para realizar las funciones más básicas de su vida diaria, hasta los costes del mismo, desarrollándose, además, los siguientes puntos: • Definición del concepto de exoesqueleto, robot, autómata, prótesis, ortesis y su historia y aplicación, así como el estado del arte. Análisis bibliográfico y búsqueda de un diseño similar al proyectado en este TFG. • Breve estudio anatómico de la extremidad superior, el movimiento de las articulaciones, conceptos de ergonomía, cinemática y de grados de libertad (GDL), biomecánica y por último, nociones de antropometría, para conocer las medidas de las distintas partes de la extremidad superior para poder dimensionar las distintas partes de dicho brazo robot. • Diseño del brazo robot, con explicación de las características de sus elementos internos, motores, servomotores, etc. Primeros diseños y viabilidad de sus distintos elementos o partes, como muñeca, antebrazo, brazo y hombro. Primer prototipo, estudio de los problemas que este diseño puede presentar. Cálculos, tanto manuales y como virtuales que justifiquen la bonanza del diseño. • Justificación Se justifica el método elegido: la impresión 3D, la técnica de impresión, el material, ABS y el proceso de impresión de las distintas piezas, con todos sus condicionantes. • Conclusiones desde los planteamientos iniciales del TFG hasta el resultado final. • Análisis de los costes totales del brazo robot, tanto en términos de diseño, utilización de equipos y materiales.

[EN] This DFP’s structure is about, since it’s justification and objective, “Design of a robotic arm for disabled people” (patient with flail arm syndrome) so this patient can do his basic daily routines, to its development and production costs, treating the following aspects: • Definition of exoskeleton, robot, automaton, prosthesis, orthotics, its history, application, and its state of art. Bibliografic analisys and a research for similar designs. • Brief anatomical study of the upper extremity, joints movements, concepts of ergonomics, kinematics and degrees of freedom (DOF), biomechanic and notions of anthropometry, to know the measurements of the different parts of the upper extremity to gauge the different parts of the robotic arm. • Design of the robotic arm, explaining the characteristics of its internal components, motors, servomotors, etc. First designs and feasibility of the diverse elements or parts such as wrist, forearm, arm and shoulder. First prototype, study of the problems that this design can present. Calculations, both manual and virtual to justify the design’s functionality. • The chosen method is justified: 3D printing, printing technique, material and the printing process of the different parts, with all its variables. • Conclusions since its first approaches until the DOF’s final result. • Analysis of the total costs of the robotic arm, both in terms of design, use of equipment and materials.