| dc.contributor | Marín López , Angelo Antonio | |
| dc.creator | Castaño Ocampo , Juan Carlos | |
| dc.creator | Orozco Bernal , Andrés Felipe | |
| dc.date | 2023-04-18T14:58:44Z | |
| dc.date | 2023-04-18T14:58:44Z | |
| dc.date | 2023 | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-05T15:18:24Z | |
| dc.date.available | 2023-06-05T15:18:24Z | |
| dc.identifier | Universidad Tecnológica de Pereira | |
| dc.identifier | Repositorio Institucional Universidad Tecnológica de Pereira | |
| dc.identifier | https://repositorio.utp.edu.co/home | |
| dc.identifier | https://hdl.handle.net/11059/14631 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/6645793 | |
| dc.description | A partir del modelamiento de una mano humana, se diseña y construye una prótesis robótica fabricada en impresora 3D, la cual posee un mecanismo interno que simula los movimientos de cierre y apertura. Además, viene integrado a un sensor de posición que brinda en tiempo real el estado de rotación, un sensor EMG acondicionado, el cual detecta una diferencia de potencial en los músculos del brazo y se transmite como referencia y un Servomotor, encargado de transmitir el movimiento hacia el mecanismo final.
Finalmente, se implementaron dos sistemas de control robustos que son analizados de forma independiente, los cuales deben cumplir unos parámetros básicos de funcionamiento. | |
| dc.description | From the modeling of a human hand, a robotic prosthesis is designed and built using a 3D printer, which has an internal mechanism that simulates the closing and opening movements. In addition, it is integrated with a position sensor that provides in real time the state of rotation, a conditioned EMG sensor, which detects a potential difference in the muscles of the arm and is transmitted as a reference and a Servomotor, responsible for transmitting the movement to the final mechanism.
Finally, two robust control systems were implemented and analyzed independently, which must meet some basic operating parameters. | |
| dc.description | Pregrado | |
| dc.description | Ingeniero(a) Mecatrónico(a) | |
| dc.description | TABLA DE CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................8
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................9
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................10
JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................11
OBJETIVOS...................................................................................................................12
OBJETIVO GENERAL................................................................................................12
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................................12
CAPÍTULO I ANTECEDENTES Y MODELO PRÓTESIS ROBÓTICA...........................13
1.1. PRÓTESIS...........................................................................................................13
1.2. TIPOS DE PRÓTESIS:........................................................................................13
1.2.1. PRÓTESIS ANTROPORMÓRFICAS:...........................................................14
1.2.2. DISPOSITIVOS ALIMENTADOS POR EL CUERPO:...................................14
1.2.3. DISPOSITIVOS ALIMENTADOS EXTERNAMENTE: ...................................15
1.3. FABRICACIÓN DE PRÓTESIS: ..........................................................................16
1.4. MECANISMOS DE LAS PRÓTESIS:...................................................................17
1.4.1. NÚMERO DE DEDOS DE TRABAJO: ..........................................................18
1.4.2. NÚMERO DE ARTICULACIONES POR DEDO:...........................................18
1.4.3. MOVIMIENTO DEL PULGAR EN RELACIÓN CON LOS DEDOS:...............18
1.4.4. CABLES O ENLACES:..................................................................................18
1.4.5. NÚMERO DE UNIDADES SEPARADAS: .....................................................18
1.4.6. FUERZA DE AGARRE FRENTE A VELOCIDAD DE PRESIÓN:..................19
1.4.7. RESTRICCIÓN DEL TAMAÑO: ....................................................................19
1.4.8. BLOQUEO DEL AGARRE: ...........................................................................20
1.4.9. LADO Y TAMAÑO:........................................................................................20
1.5. EXTREMIDAD SUPERIOR..................................................................................20
1.6. ANATOMIA DE LA MANO: ..................................................................................21
1.7. FUENTES DE ENTRADAS DEL CUERPO A LOS CONTROLADORES DE
PRÓTESIS..................................................................................................................23
1.7.1. CONTROL MIOELÉCTRICO: .......................................................................24
1.7.2. ADQUISIÓN DE SEÑALES EMG:.................................................................25
CAPÍTULO II ESTIMACIÓN Y CONTROL .....................................................................27
4
2.1. HISTORIA Y CLASIFICACIÓN DEL CONTROL:.................................................27
2.2. SISTEMAS DE CONTROL EN TIEMPO DISCRETO: .........................................28
2.3. PROCESAMIENTO DE SEÑALES EN CONTROL DIGITAL:..............................28
2.4. ESTABILIDAD DE ENTRADA CERO: .................................................................29
2.5. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN SISTEMAS DE LAZO CERRADO: .................30
2.5.1. ESPECIFICACIONES DE LA RESPUESTA TRANSITORIA: .......................32
2.6. CONTROLADORES PID SINTONIZABLES: .......................................................33
2.6.1. CONTROLADORES PID DIGITALES:..........................................................33
2.7. PRECISIÓN EN ESTADO ESTACIONARIO: ......................................................34
2.8. SISTEMAS DE CONTROL NO LINEALES:.........................................................35
2.8.1. NO LINEALIDADES COMUNES EN LOS SISTEMAS DE CONTROL: ........36
2.9. DISEÑO DE CONTROL NO LINEAL:..................................................................37
2.9.1. TÉCNICA DE PRUEBA Y ERROR:...............................................................37
2.9.2. LINEALIZACIÓN POR RETROALIMENTACIÓN: .........................................37
2.9.3. CONTROL DE MODO DESLIZANTE DE ESTRUCTURA VARIABLE:.........38
2.9.4. CONTROL ADAPTATIVO: ............................................................................38
2.9.5. CONTROL INTELIGENTE: ...........................................................................38
2.10. SISTEMAS ADAPTATIVOS:..............................................................................39
2.10.1. PROGRAMACIÓN DE GANANCIA:............................................................39
2.10.2. CONTROL ADAPTATIVO DE MODELO DE REFERENCIA:......................39
2.10.3. REGULADORES AUTOAJUSTABLES: ......................................................39
2.10.4. CONTROL DUAL: .......................................................................................40
2.11. CARACTERISTICAS DEL CONTROL ADAPTATIVO: ......................................41
2.11.1. ALGUNAS CONSIDERACIONES DE IMPLEMENTACIÓN: .......................41
2.12. ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS EN TIEMPO REAL:.....................................42
2.13. MÍNIMOS CUADRADOS CON MODIFICACIÓN DE COVARIANZA:................42
2.14. ALGORITMO DE PROYECCIÓN: .....................................................................43
2.15. ELECCIÓN DEL ALGORITMO DE ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS:............44
CAPÍTULO III DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE LA PRÓTESIS...................................45
3.1. DISEÑO:..............................................................................................................45
3.2. CONSTRUCCIÓN:...............................................................................................46
3.2.1. ELECCIÓN DEL MODELO DE IMPRESORA Y MATERIAL UTILIZADO: ....46
3.2.1.1. CARACTERÍSTICAS DE ENDER 3 S1: .................................................47
5
3.2.1.2. CARACTERISTICAS DEL PLÁSTICO PLA:...........................................48
3.2.2. PIEZAS FABRICADAS:.................................................................................50
CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE FUNCIONAMIENTO Y RESULTADOS............................54
4.1. IMPLEMENTACIÓN DEL SENSOR DE POSICIÓN PARA EL BRAZO
ROBÓTICO:................................................................................................................54
4.2. IMPLEMENTACIÓN DEL SENSOR EMG: ..........................................................55
4.3. CENTRAL DE CONTROL:...................................................................................57
4.5. CONSTRUCCIÓN DE FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA A PARTIR DE
ESTIMACIÓN FUERA DE LÍNEA...............................................................................61
4.6. SISTEMAS DE CONTROL APLICADOS:............................................................62
4.6.1. CONTROLADOR PID TIPO 2: ......................................................................62
4.6.2. COMPORTAMIENTO DEL CONTROLADOR PID TIPO 2 CON EL
FUNCIONAMIENTO DEL BRAZO ROBÓTICO: .....................................................63
4.6.2.1. ANÁLISIS DE LA GRÁFICA PRINCIPAL: ..............................................64
4.6.3. CONTROLADOR POLINOMIAL GENERALIZADO CON ACCIÓN
INTEGRAL: .............................................................................................................65
4.6.4. COMPORTAMIENTO DEL CONTROLADOR POLINOMIAL
GENERALIZADO CON ACCIÓN INTEGRAL CON EL FUNCIONAMIENTO DEL
BRAZO ROBÓTICO:...............................................................................................66
4.6.4.1. ANÁLISIS DE LA GRÁFICA PRINCIPAL: ..............................................67
5. CONCLUSIONES.......................................................................................................68
6. ANEXOS ....................................................................................................................70
7. BIBLIOGRAFÍA ..........................................................................................................73 | |
| dc.format | 74 Páginas | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | spa | |
| dc.publisher | Universidad Tecnológica de Pereira | |
| dc.publisher | Facultad de Tecnologías | |
| dc.publisher | Pereira | |
| dc.publisher | Ingeniería Mecatrónica | |
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| dc.rights | Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.rights | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
| dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | 620 - Ingeniería y operaciones afines::629 - Otras ramas de la ingeniería | |
| dc.subject | Diseño de protesis | |
| dc.subject | Robotica para discapacitados | |
| dc.subject | Tecnología de protesis | |
| dc.subject | Impresora 3D | |
| dc.subject | Protesis | |
| dc.subject | Servomotor | |
| dc.title | Diseño e implementación de una prótesis para miembro superior controlada por señales electromiográficas | |
| dc.type | Trabajo de grado - Pregrado | |
| dc.type | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
| dc.type | http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa | |
| dc.type | Text | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion | |
