DISEÑO DE UNA MANO ROBÓTICA DE 15 GDL CON CARACTERÍSTICAS ANTROPOMÓRFICAS Y ANTROPOMÉTRICAS (DESIGN OF A 15 DOF ROBOTIC HAND WITH ANTHROPOMORPHIC AND ANTHROPOMETRIC FEATURES)
Resumen
Este estudio tiene como objetivo el diseño de una mano robótica con 15 grados de libertad, capaz de emular los movimientos y la funcionalidad de una mano humana. A través de la integración de características anatómicas, biomecánicas y antropométricas, se desarrolló y analizó un modelo cinemático utilizando software especializado. El diseño de cada componente se realizó con software CAD. Las simulaciones de movimiento revelaron una amplia gama de movimientos en las articulaciones de los dedos, los cuales incluyen flexión-extensión y aducción-abducción. El pulgar, por su parte, presentó un rango significativo de movilidad, incluyendo la capacidad de realizar movimientos complejos incluyendo flexión-extensión, aducción-abducción y oposición. Los resultados indican una alta movilidad, sugiriendo aplicaciones potenciales en brazos robóticos, agarres de precisión y sistemas de interacción hombre-máquina.
Palabras Clave: Dedo dígito, Grados de libertad, Mano robótica.
Abstract
This study aims at the design of a robotic hand with 15 degrees of freedom, capable of emulating the movements and functionality of a human hand. Through the integration of anatomical, biomechanical, and anthropometric features, a kinematic model was developed and analyzed using specialized software. The design of each component was generated using CAD software. Motion simulations revealed a wide range of motion in the finger joints, including flexion-extension and adduction-abduction. The thumb, on the other hand, presented a significant range of mobility, including the ability to perform complex movements including flexion-extension, adduction-abduction, and opposition. The results indicate high mobility, suggesting potential applications in robotic arms, precision grippers and human-machine interaction systems.
Keywords: Degrees of freedom, Digit finger, Robotic hand.
Texto completo:
PDFReferencias
Barakat, M.J., Field, J. & Taylor, J. (2013). The range of movement of the thumb. HAND 8, pp. 179–182. https://doi.org/10.1007/s11552-013-9492-y.
Buchner, T. J. K., Rogler, S., Weirich, S., Armati, Y., Cangan, B. G., Ramos, J., Twiddy, S. T., Marini, D. M., Weber, A., Chen, D., Ellson, G., Jacob, J., Zengerle, W., Katalichenko, D., Keny, C., Matusik, W., & Katzschmann, R. K. (2023). Vision-controlled jetting for composite systems and robots. Nature, 623(7987), 522–530. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06684-3.
Deimel, R., and Brock, O. (2016). A novel type of compliant and underactu-ated robotic hand for dexterous grasping. Int. J. Robot. Res. 35, 161–185. doi:10.1 177/0278364915592961.
Kashef, S. R., Amini, S., & Akbarzadeh, A. (2020). Robotic hand: A review on linkage-driven finger mechanisms of prosthetic hands and evaluation of the performance criteria. Mechanism and Machine Theory, 145(103677), 103677. https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103677.
Kim, U., Jung, D., Jeong, H., Park, J., Jung, H.-M., Cheong, J., Choi, H. R., Do, H., & Park, C. (2021). Integrated linkage-driven dexterous anthropo-morphic robotic hand. Nature Communications, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-27261-0.
Konnaris Charalambos, Gavriel Constantinos, A.C. Thomik Andreas, Faisal A. Aldo. (2016). EthoHand: A Dexterous Robotic Hand with Ball-Joint Thumb Enables Complex In-hand Object Manipulation. 6th IEEE RAS/EMBS Inter-national Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob) June 26-29, 201 6. UTown, Singapore.
Prudencio, A., Morales, E., García, M. A., & Lozano, A. (2014). Anthropomet-ric and Anthropomorphic Features Applied to a Mechanical Finger (Vol. 8917).
Ramos, Mario (2021). Diseño y construcción de una Mano Robótica Huma-noide Multiarticulada. Trabajo de tesis. Qro. México. Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada-IPN Unidad Querétaro.
Reyes, Alonso, Morales Eduardo. (2018) Generación del agarre de preci-sión mediante dedos robóticos multiarticulados con características antropo-métricas y antropomórficas basado en mecanismos planares de 4 barras. Pistas Educativas, No. 130, noviembre 2018, México, Tecnológico Nacional de México en Celaya.
Schünke, S. S. (2005). PROMETHEUS, Texto y Atlas de anatomía. Editorial Medica Panamericana.
Tetsuya Mouri, H. K. (2002). Anthropomorphic Robot Hand: Gifu Hand III. Semantic Scholar, 1288-1293.
Tian, L., Li, H., Wang, Q., Du, X., Tao, J., Chong, J., Thalmann, N. M., & Zheng, J. (2021). Towards complex and continuous manipulation: A gesture based anthropomorphic robotic hand design. IEEE robotics and automation letters, 6(3), 5461–5468. https://doi.org/10.1109/lra.2021.3076960.
Zhou Jianshu, Yi Juan, Chen Xiaojiao, Liu Zixie, Wang Zheng. (2018). BCL-13: A 13-DOF Soft Robotic Hand for Dexterous Grasping and In-Hand Ma-nipulation. IEEE Robotics And Automation Letters, Vol. 3, No. 4, October 2018.
URL de la licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.es
Pistas Educativas está bajo la Licencia Creative Commons Atribución 3.0 No portada. 
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO / INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CELAYA
Antonio García Cubas Pte #600 esq. Av. Tecnológico, Celaya, Gto. México
Tel. 461 61 17575 Ext 5450 y 5146
pistaseducativas@itcelaya.edu.mx