Diseño y construcción de una mano biomecánica controlada con señales EMG

Abstract

Las prótesis se han utilizado a lo largo de la historia para reemplazar la parte faltante del cuerpo. Los diseños y tecnologías empleadas en los mismos han ido aumentando de complejidad. En particular, las prótesis controladas con EMG presentan un gran desafío para la comunidad científica ya que combinan la electrónica de avanzada y el procesamiento de señales electromiográficas. El objetivo de este trabajo es desarrollar una prótesis que permita la inclusión del paciente amputado a la sociedad. Se realizó una prótesis de mano biomecánica controlado por señales motoras, en cuya estructura se incluye el circuito de adquisición de datos, una plataforma en Arduino, el servomotor y la fuente de alimentación. Los sensores utilizados son de Ag/AgCI. La estructura fue desarrollada con el software Sketchup e impresa con una impresora 3D genérica. Se utilizó como fuente de alimentación una batería LIPO de 7,4V y 1500mAh por ser la opción que mejor se adaptaba a las exigencias del proyecto. Se desarrolló una prótesis de mano biomecánica controlada por señales motoras, que permite la inclusión de personas con miembros superiores amputados. Se pudo desarrollar el prototipo, adaptable a cada paciente. En este caso el umbral adoptado para las pruebas es de 1,2v. La presión de agarre obtenida por el prototipo es de aproximadamente 500g. Se realizaron pruebas de agarre para objetos de distintas formas geométricas. Se logró determinar que la prótesis responde mejor sosteniendo objetos cilindricos y alargados.

Prosthetics have been used throughout history to replace the missing part of the body. The designs and technologies used in them have been increasing in complexity. In particular, EMG-controlled prostheses present a great challenge to the scientific community as they combine advanced electronics and electromyographic signal Processing. The objective of this work is to develop a prosthesis that allows the inclusión of the amputee patient to society. A biomechanical hand prosthesis controlled by motor signáis was made, whose structure ineludes the data acquisition Circuit, an Arduino platform, the servo motor and the power supply. The sensors used are Ag / AgCI. The structure was developed with Sketchup software and printed with a generic 3D printer. A 7.4V 1500mAh LIPO battery was used as the power source as it was the option that best suited the project's requirements. A biomechanical hand prosthesis controlled by motor signáis was developed, which allows the inclusión of people with amputated upper limbs. The prototype could be developed, adaptable to each patient. In this case the threshold adopted for the tests is 1.2v. The grip pressure obtained by the prototype is approximately 500g. Grip tests were carried out for objeets of different geometric shapes. It was determined that the prosthesis responds better by holding cylindrical and elongated objeets.