REPOSITORIO PUCSP Trabalho de Conclusão de Curso - TCC Trabalho de Conclusão de Curso - TCC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Desenvolvimento de uma prótese robótica de extremidade dos membros superiores capaz de realizar parcialmente a função de uma mão saudável
Autor(es): Honda, Caroline Natsumi
Santos, Gabriela Mel Rodrigues dos
Pinto, Mariana Reis
Medeiros, Vitória Rosa
Primeiro Orientador: Contreras, Lionel Fernel Gamarra
Resumo: No Brasil, milhares de pessoas nascem ou desenvolvem algum tipo de deficiência física ao longo da vida, ou ainda possuem familiares e amigos com alguma deficiência, que torna necessário o uso de próteses para seu dia-a-dia. A autonomia de um indivíduo em tarefas básicas é um fator relevante para o desenvolvimento de próteses. Mais especificamente, o desenvolvimento de próteses capazes de detectar os sinais mioelétricos dos músculos e processá-los, possibilitando que seu usuário realize os movimentos básicos do membro afetado. Dito isto, o objetivo do presente trabalho é desenvolver uma prótese robótica de extremidade dos membros superiores capaz de realizar parcialmente a função da mão de uma pessoa saudável a partir dos sinais elétricos de seu membro residual. Para conquistar nosso objetivo, foi feita primeiramente uma busca sistemática de artigos publicados sobre próteses robóticas de membros superiores. Em seguida, foi realizada a montagem da mão e sua conexão com o circuito elétrico, utilizando um Arduino UNO, servomotores, sensores de sinais elétricos e peças impressas em 3D em material PLA. Realizamos então testes na prótese, integrando a mão ao circuito eletrônico e verificando a captação e processamento dos sinais mioelétricos e a conformidade da flexão e extensão dos dedos realizada de acordo com a contração e relaxamento.Além disso, foi conduzido um segundo teste, com o objetivo de avaliar a capacidade da mão robótica de segurar objetos de diferentes formatos. Foram selecionados itens esféricos, cilíndricos e retangulares, permitindo analisar sua eficácia em diversas situações de manipulação. Os resultados demonstraram que a prótese foi capaz de segurar com sucesso objetos de diferentes formatos, mostrando sua versatilidade.Através dos testes, pudemos observar o funcionamento da prótese, com a detecção e processamento dos sinais e a consequente flexão e extensão sendo bem-sucedidos. Uma opção de calibração para sua adequação em diferentes pessoas foi implementada através de um aplicativo, otimizando o protótipo. Assim, os testes demonstraram um funcionamento satisfatório do modelo.A prótese demonstrou desempenho satisfatório e responsivo aos sinais mioelétricos, com ajustes feitos para garantir adaptação a diferentes perfis de usuários. Os resultados obtidos reforçam o potencial do protótipo para futuras aplicações e desenvolvimento contínuo
Abstract: In Brazil, thousands of people are either born with or develop some form of physical disability over the course of their lives, or have family members and friends with disabilities that necessitate the use of prosthetics in their daily lives. The autonomy of an individual in performing basic tasks is a crucial factor in the development of prosthetics. More specifically, the development of prosthetics capable of detecting the myoelectric signals from muscles and processing them, enabling the user to perform basic movements of the affected limb. That said, the aim of this study is to develop a robotic upper limb prosthetic capable of partially replicating the function of a healthy hand based on the electrical signals from the residual limb.To achieve our objective, a systematic review of published articles on upper limb robotic prosthetics was conducted. Subsequently, the hand was assembled and connected to the electrical circuit, using an Arduino UNO, servomotors, electrical signal sensors, and 3D-printed parts made from PLA material. We then carried out tests on the prosthesis, integrating the hand into the electronic circuit and verifying the detection and processing of myoelectric signals, as well as the compliance of finger flexion and extension with muscle contraction and relaxation.Additionally, a second test was conducted to evaluate the robotic hand's ability to grasp objects of different shapes. Spherical, cylindrical, and rectangular items were selected, allowing us to assess its effectiveness in various manipulation scenarios. The results showed that the prosthesis successfully grasped objects of different shapes, demonstrating its versatility.Through these tests, we observed the prosthesis’s functionality, with successful detection and processing of signals resulting in proper flexion and extension of the fingers. A calibration option for adapting the prosthesis to different individuals was implemented via an application, optimizing the prototype. Thus, the tests demonstrated satisfactory performance of the model.The prosthesis demonstrated satisfactory performance and responsiveness to myoelectric signals, with adjustments made to ensure adaptability to different user profiles. The results reinforce the potential of the prototype for future applications and continuous development
Palavras-chave: Prótese de mão
Sensores EMG
Impressão 3D
Servomotores
Hand prosthesis
EMG sensors
3D printing
Servomotors
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Sigla da Instituição: PUC-SP
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
metadata.dc.publisher.program: Graduação em Engenharia Biomédica
Citação: Honda, Caroline Natsumi; Santos, Gabriela Mel Rodrigues dos; Pinto, Mariana Reis; Medeiros, Vitória Rosa. Desenvolvimento de uma prótese robótica de extremidade dos membros superiores capaz de realizar parcialmente a função de uma mão saudável. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Biomédica) - Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.pucsp.br/jspui/handle/handle/43126
Data do documento: 25-Nov-2024
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