Optimización del proyecto de una mano y muñeca animatrónica antropomórfica y su sistema de control y operación.

Abstract

El presente trabajo es una optimización del proyecto de una mano y muñeca animatrónica antropomórfica. En la fase anterior se realizó el diseño e implementación de una mano, muñeca y antebrazo animatrónico antropomorfo y se implementó un sistema de control sencillo por medio de MATLAB. El objetivo de este trabajo es optimizar el sistema de control, el movimiento de cada grado de libertad y la base del proyecto. Se investigaron programas compatibles con el controlador del Leap Motion con el objetivo de implementar una interfaz gráfica de usuario. Se realizó un trade study con los distintos programas evaluando distintas características críticas para la selección y dándole un peso a cada una de ellas. El programa ganador del estudio fue Unity. Se realizaron pruebas de detección de las manos, pruebas de comunicación serial, se crearon funciones para utilizar esta misma comunicación con botones de la interfaz. Utilizando programación orientada a objetos se encontró los ángulos de cada grado de libertad que posee la mano, se ajustaron, acotaron y se enviaron por medio de serial. Con el objetivo de mejorar el movimiento de cada grado de libertad de la mano se analizó cada movimiento por separado. Se encontraron problemas con el largo de los tubos de teflón, problemas con la unión de cada hilo en la punta de los dedos, problema en la unión del tubo de teflón con la estructura de la palma y con el movimiento del dedo pulgar. Se cambió parte del diseño de los dedos en el cual se agregó un pequeño agujero para colocar un pequeño clavo y así sujetar los hilos, se cambió el ángulo del compartimiento del hilo que extiende el dedo para mejorar el movimiento y se cambió el ángulo máximo de flexión en cada unión de las falanges. Para resolver el problema de movimiento con el dedo pulgar se analizó el movimiento de los hilos desde cada posición que atraviesa. Se llegó a la conclusión de que el problema era la fricción de los dos hilos con el material de la estructura de la palma y para corregir esto se cambió de posición la entrada del tubo de teflón que mueve este dedo. Utilizando como referencia los diseños de las yemas de los dedos elaborados por Omar Gálvez y el molde de las mismas, se rediseñó y fabricó el molde tomando en cuenta el paso de los hilos y su forma de unión. Se realizó una prueba con silicon y se propuso dos materiales para futuras pruebas. Para que se pueda observar de una mejor forma todos los componentes del proyecto se rediseñó la base de la mano. Este nuevo diseño permite observar la electrónica, los servos y poleas que mueven cada grado de libertad y permite integrar el Leap Motion al proyecto utilizando una base y un disipador para el sensor. Se rediseñó la muñeca para mejorar la apariencia de la mano utilizando engranes con relación 1 a 1 y colocando el servomotor del movimiento de desviación radial y cubital en la parte del antebrazo. (A)