Diseño y simulación de un prototipo de prótesis de mano bioinspirada con cinco grados de libertad

Esta tesis presenta el proceso de diseño y modelamiento de detalle de una prótesis de mano con 5 grados de libertad. Se muestra un análisis sobre las premisas y consideraciones de diseño desde una perspectiva multidisciplinar necesarias para el correcto desarrollo de una prótesis de mano bioinspirad...

Full description

Autores:
Loaiza Bernal, Jair Leopoldo
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2012
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/49501
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Palabra clave:
57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
74 Dibujo y artes decorativas / Drawing and decorative arts
Mano
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description Esta tesis presenta el proceso de diseño y modelamiento de detalle de una prótesis de mano con 5 grados de libertad. Se muestra un análisis sobre las premisas y consideraciones de diseño desde una perspectiva multidisciplinar necesarias para el correcto desarrollo de una prótesis de mano bioinspirada. Se presenta primero los aspectos fundamentales desde el punto de vista de la fisiología y la biomecánica de una mano. Luego se realiza el Despliegue de la Función de Calidad para establecer el sistema de especificaciones de diseño suficiente para concebir un dispositivo de esta naturaleza. Posteriormente se generan los modelos matemáticos y geométricos primarios requeridos para un correcto desarrollo del diseño de detalle. Por último, se realiza una discusión sobre los aspectos de manufacturabilidad, ensamblabilidad, costos, confiabilidad y seguridad que se deberán tener en cuenta para un diseño sustentable de la prótesis. Como resultados se obtienen un modelo geométrico antropométrico que define la geometría parametrizada de la prótesis; modelos de comportamiento cinemático y dinámico respectivamente útiles para simular el comportamiento de la pinza tridigital; y un análisis del diseño por factores para llevar a cabo el proceso de diseño detallado de la prótesis.
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Luego se realiza el Despliegue de la Función de Calidad para establecer el sistema de especificaciones de diseño suficiente para concebir un dispositivo de esta naturaleza. Posteriormente se generan los modelos matemáticos y geométricos primarios requeridos para un correcto desarrollo del diseño de detalle. Por último, se realiza una discusión sobre los aspectos de manufacturabilidad, ensamblabilidad, costos, confiabilidad y seguridad que se deberán tener en cuenta para un diseño sustentable de la prótesis. Como resultados se obtienen un modelo geométrico antropométrico que define la geometría parametrizada de la prótesis; modelos de comportamiento cinemático y dinámico respectivamente útiles para simular el comportamiento de la pinza tridigital; y un análisis del diseño por factores para llevar a cabo el proceso de diseño detallado de la prótesis.Abstract. This thesis presents the design process and detailed modeling of a prosthetic hand with five degrees of freedom. An analysis of the assumptions and design considerations are shown from a multidisciplinary perspective which is necessary for the proper development of a bio-inspired prosthetic hand. First the physiology and biomechanics fundamental aspects of a hand are explained. Then the Quality Function Development is performed to set the system design specifications. Next the mathematical and geometric models required for proper development of the detailed design are generated. Finally, a discussion is made about the aspects of manufacturability, assembly, reliability and security that should be taken into account for a sustainable design of the prosthesis. The final results are: a geometric model based on the hand’s anthropometry which defines the geometry of the prosthesis; kinematic and dynamic models for the simulation of the three finger grasp and an analysis of design factors to carry out the detailed design process of the prosthesis.Maestríaapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Bogotá Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica Ingeniería MecatrónicaIngeniería MecatrónicaLoaiza Bernal, Jair Leopoldo (2012) Diseño y simulación de un prototipo de prótesis de mano bioinspirada con cinco grados de libertad. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia.57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering74 Dibujo y artes decorativas / Drawing and decorative artsManoPrótesisBiomecánicaModelamientoDiseñoHandProsthesesBiomechanicsModelingDesignDiseño y simulación de un prototipo de prótesis de mano bioinspirada con cinco grados de libertadTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMORIGINAL80492327.2013.pdfapplication/pdf3879132https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/1/80492327.2013.pdf8f671215f03777530d98513671c60632MD51Anexo 4 PLANOS.pdfapplication/pdf599308https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/2/Anexo%204%20PLANOS.pdfd1c7a44ad23930ac85c17ae9e4ddbedbMD52Anexo 5A.pdfapplication/pdf345932https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/3/Anexo%205A.pdfca286a8c2bf9f05bd590e2832e13f996MD53Anexo 5B.pdfapplication/pdf235797https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/4/Anexo%205B.pdfd9347dc2ff3ce837e2f71b9c49f14853MD54Anexo 1 Casa de la Calidad.pdfapplication/pdf951789https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/5/Anexo%201%20Casa%20de%20la%20Calidad.pdf3d155e51a585f8b39764ffb84907b1b0MD55Anexo 5C.pdfapplication/pdf248908https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/6/Anexo%205C.pdf3bd0f07d29bd5a5d8699127aa871ace7MD56Anexo 6 AMFE.pdfapplication/pdf205573https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/7/Anexo%206%20AMFE.pdfd6f4ddeb00492301c551031b8a7a9f2fMD57THUMBNAIL80492327.2013.pdf.jpg80492327.2013.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4153https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/8/80492327.2013.pdf.jpg102e87532662ed8dff20fd9e3ed2c62aMD58Anexo 4 PLANOS.pdf.jpgAnexo 4 PLANOS.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4543https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/9/Anexo%204%20PLANOS.pdf.jpg6e1beda2e01d97f88c0106d3e38721d5MD59Anexo 5A.pdf.jpgAnexo 5A.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg9803https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/10/Anexo%205A.pdf.jpgd78af0e5b70c88e19d960b30f2c36bb9MD510Anexo 5B.pdf.jpgAnexo 5B.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8548https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/11/Anexo%205B.pdf.jpg39b6facb9ea8ae5721b7fe71f900f75cMD511Anexo 1 Casa de la Calidad.pdf.jpgAnexo 1 Casa de la Calidad.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6606https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/12/Anexo%201%20Casa%20de%20la%20Calidad.pdf.jpg911d0e9401f0dc9b123b55b3cb9655fcMD512Anexo 5C.pdf.jpgAnexo 5C.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8183https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/13/Anexo%205C.pdf.jpg71103c823072a20bb49090378249ad1cMD513Anexo 6 AMFE.pdf.jpgAnexo 6 AMFE.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg8761https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/49501/14/Anexo%206%20AMFE.pdf.jpg204b37caca1d8f30268110ee52008e7aMD514unal/49501oai:repositorio.unal.edu.co:unal/495012022-12-15 23:07:31.248Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co