Diseño, cálculo y fabricación de un brazo robot para la asistencia en discapacidades

Abstract

[EN] The main objective of this end-of-Master's project is to design and manufacture a robot arm for the incapacities assistance. The labor is just a part of a complete project developed by a university team that will serve as a basis for future developments thereof. The design starts from several restrictions due to the process arises from a low cost vision, which is, it is pretended to use the already provided components and the scraps of materials needed to manufacture the arm with minimal budget. The arm design depends entirely on the components, conforming to the elements and manufacturing processes, and not vice versa, as usual. This project is divided into two main blocks: testing prototype and final prototype. In the first one, it is defined the design of all the components of the arm, argued the mechanical alternatives and debated the options. In addition, it is done a structural analysis by finite elements in order to detect any failures on the process. Finally, after having got the model justified, it is proceeded to 3D printing. Once the model is manufactured and tested, the final version of the prototype is designed and it is only projected, due to the low budget does not allow its manufacture. This second prototype is pretended to fabricate by infusion technique, defining the process, designing the necessary molds for their manufacture and performing the machining programs.

[ES] El objetivo de este Trabajo Fin de Máster es diseñar y fabricar un brazo robot para la asistencia en discapacidades. El trabajo es sólo una parte de un proyecto completo elaborado por un equipo universitario que servirá como base para futuros desarrollos del mismo. El diseño parte de una serie de restricciones debido a que el proceso se plantea desde una visión de bajo coste, es decir, se pretenden utilizar los componentes ya suministrados y los retales de material que se necesiten para fabricar el brazo con el mínimo presupuesto posible. El diseño del brazo depende totalmente de los componentes, amoldándose a los elementos y a los procesos de fabricación, y no al revés como es habitual. Este proyecto se divide en dos bloques principales: prototipo de prueba y prototipo final. En el primero se define el diseño de todos los componentes del brazo, se argumentan las alternativas mecánicas y se debaten las opciones. Además se realiza un análisis estructural mediante elementos finitos para detectar eventuales fallas en el funcionamiento. Finalmente, tras obtener el modelo justificado, se procede a la impresión 3D del mismo. Fabricado y verificado el modelo, se diseña la versión final del prototipo y solamente se plantea porque el bajo presupuesto no permite su fabricación. Este segundo prototipo se proyecta fabricar mediante la técnica de infusión, definiendo el proceso, diseñando los moldes necesarios para su confección y realizando los programas de mecanizado de los mismos.