2026-04-14T19:31:57Zhttps://uvadoc.uva.es/oai/requestoai:uvadoc.uva.es:10324/413782021-06-18T07:31:28Zcom_10324_38col_10324_787
UVaDOC
advisor
Mansilla Gallo, Alberto
author
Merayo Alvarez, Alberto
editor
Universidad de Valladolid. Escuela de Ingenierías Industriales
2020-07-16T18:17:21Z
2020-07-16T18:17:21Z
2020
http://uvadoc.uva.es/handle/10324/41378
Este Trabajo Fin de Máster (de ahora en adelante TFM) es una primera aproximación
hacia un producto protésico ante amputaciones del brazo que busca ser
completamente funcional y de un precio asequible. Como muchos proyectos
innovadores se trata de un trabajo iterativo, en el que cada nueva iteración arroja un
nuevo producto viable susceptible de ser útil, pero que aún no ha alcanzado su máximo
grado de desarrollo.
En un primer lugar se ha realizado un estudio profundo de los diferentes productos
que actualmente se asemejan en mayor o menor medida a nuestro objetivo final. A
través del Estado del arte nos acercamos a diferentes proyectos innovadores
desarrollados desde varias entidades investigadoras.
El primer proyecto en el que nos centramos fue: Manus Hand, una mano que busca
alcanzar el máximo número de modos de prensión con un número mínimo de
actuadores. Luego se han estudiado proyectos con objetivos similares, como
Smarthand, o DARPA Hand que además busca añadir los movimientos de abducción y
adducción a cada dedo de la mano. No obstante, para este trabajo hemos seguido en
mayor o menor medida, por tratarse del proyecto más afín a nuestros objetivos, es
decir máxima funcionalidad a mínimo coste, con el trabajo 6 DOF Open Source Hand
que cómo indica su propio nombre, se trata de un proyecto de código abierto, que
además se basa en la sencillez y las altas capacidades del producto.
Después de analizar el Estado del arte, parece indispensable, de acuerdo con lo
estudiado en los diferentes proyectos anteriores, que se debe tener un conocimiento
profundo, en mayor o menor medida, sobre la antropometría del propio dedo pulgar,
para así conseguir un producto que se asimile lo máximo posible a las características
humanas del mismo. Para ello en el Capítulo 2. Antropometría del dedo pulgar, el foco
se pone sobre este aspecto y se estudian dos parámetros vitales para el diseño de un
dedo. Por un lado, los ángulos máximos de los movimientos del dedo y por otro los
tamaños del mismo. Ambos parámetros van a permitir adaptar el diseño a las formas
antropométricas teniendo en cuentas las características mecánicas del propio dedo y
su interacción con el resto de la mano.
En el siguiente capítulo se trabaja la idea conceptual del dedo. Se habla de aspectos
como el tipo de diseño, su estructura, su forma a grandes rasgos y también otros
parámetros como los grados de libertad, la velocidad de movimiento y las fuerzas que
deberá soportar.
Una vez establecido este diseño conceptual y teniendo claros aspectos como la
estructura, es vital hacer un estudio de mercado de diferentes productos que no se
fabricarán pero que, si condicionarán por sus tamaños o formas el diseño del dedo.
Estos productos que se adquieren a través de fabricantes específicos, serán los
motores y las reductoras. Unido a este aspecto va el Capítulo 5. Diseño mecánico del
dedo pulgar, que se alza sin duda como uno de los puntos vitales de este trabajo. A
través de este capítulo se analizan las características tanto cinemáticas como
dinámicas que nos permiten alcanzar cada uno de los modelos propuestos
previamente. Este estudio exhaustivo arrojará un tipo de motor y reductora óptimo
para cada uno de los movimientos que deseamos realizar.
III
Una vez solventados los aspectos mecánicos del diseño, el foco se sitúa sobre la
fabricación de las piezas. Como indica el título de este TFM la fabricación aditiva,
comúnmente llamada impresión 3D, será el vehículo perfecto para diseñar nuestros
productos. Por ello a través del Capítulo 6. Tecnologías de impresión 3D y su aplicación
en la biomedicina,se tratan los aspectos más íntimamente relacionados con las propias
tecnologías que se usarán para desarrollar las diferentes piezas. Por un lado
hablaremos de tecnología FDM y por otro, de SLA, ofreciendo comparativas,
parámetros de impresión y el papel que desempeñan en la fabricación de los diferentes
elementos que componen el dedo.
Ya una vez en el Capítulo 7. Diseño y fabricación de los componentes, se encara la recta
final del TFM con el diseño de los propios elementos y su impresión. Un diseño
realizado a través de modelos CAD e impresos con las diferentes tecnologías de
fabricación aditiva. Finalmente, en el Capítulo 8. Diseño final, se cierra por completo el
diseño del primer dedo pulgar de este proyecto ofreciendo la versión final que se ha
alcanzado.
Los dos últimos capítulos irán destinados a ofrecer una visión de futuro sobre el
desarrollo de este proyecto, dando a conocer aquellos aspectos que hoy por hoy
deberían mejorarse y otras características que deberían implementarse con el tiempo
spa
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional
Impresión tridimensional - Uso terapeútico
Prótesis de dedos
Diseño y desarrollo de un dedo pulgar y su accionamiento mecánico para una mano biónica, mediante tecnologías de impresión 3D
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