Brazo Robótico Didáctico  🤖 

(LEGO® SPIKE™ Prime) 

Centro: Colegio María Inmaculada (Carcaixent) 

Equipo: TechnoMakers 

Participantes: Daniela Estarlich (Portavoz) • Sonia Stepanyan • Ginebra Santamaría • Elena Alberola • Zhi Xin Zhou • Antoni Signes • Darío García • Lucas Salom • Aaron Martorell • Hugo Ferrús. 

📝Resumen del proyecto   

El objetivo del proyecto es construir un prototipo educativo de asistencia robótica con LEGO® SPIKE™ Prime, orientado a apoyar tareas de agarre y movimiento del brazo en personas con movilidad reducida. 

El sistema se ha elaborado como un exoesqueleto asistido modular con dos configuraciones: una para la mano (agarre/rotación) y otra para el brazo (empuje/soporte). 

🏗️Arquitectura del sistema   

El prototipo se divide en dos módulos con doble configuración (2 hubs, 2 programaciones): 

• Módulo A — Exoesqueleto de mano (agarre asistido): 

Ayuda a coger, soltar y maniobrar objetos con una pinza accionada por motores, con sensorización de proximidad/presión y rotación ±45° del efector final. 

• Módulo B — Exoesqueleto de brazo (asistencia al movimiento): 

Ofrece empuje/soporte para subir, bajar o mantener el brazo cuando existe limitación de fuerza. 

🧩Diseño y componentes   

Componentes principales: 

COMPONENTES	CANTIDAD	FUNCIÓN
Estructura	Módulos LEGO SPIKE Prime	Acoplamientos anatómicos para antebrazo y mano (soporte ergonómico)
Hubs	2	Control
Motores	5	Potencia
Sensor de distancia	1	Percepción
Sensores de presión/fuerza	4	Pulsador
Control	Prioridad manual sobre automatismos

⚠️Notas de seguridad aplicadas al diseño:    

• detección de bloqueo activada en los motores de la pinza para evitar accidentes;  

• paradas de emergencia vía pulsadores;  

• prioridad de orden manual sobre automatismos, ante una emergencia, el sensor de presión conectado al puerto D del módulo A (exoesqueleto de mano) siempre hace que las pinzas se abran rápidamente. 

🔧Usos y modos de operación   

Agarre asistido del exoesqueleto de mano (Módulo A): 

• La pinza se cierra por proximidad al objeto. 

• El control manual de apertura mediante sensor de presión siempre prevalece. 

• Parada por bloqueo/caída de velocidad para proteger la mecánica, puede abrirse al instante con el pulsador. 

• También se puede hacer girar la parte de la pinza 45º en ambas direcciones para mayor manipulación de objetos. 

Movimiento del brazo en el exoesqueleto del brazo (Módulo B): 

• Empuje controlado para subida/bajada con parada inmediata al soltar. 

• Sensores de presión integrado en el brazo que detectan cuando el usuario quiere subir o bajar el brazo: puerto A (subida) y puerto B (bajada). 

• Los sensores activan respectivamente los motores del brazo para reducir el esfuerzo al levantar ciertos objetos. 

🔌Mapa de puertos 

• Hub — Módulo A (mano): 

Puerto	Dispositivo	Función
D	Sensor de presión  (pulsador)	Apertura prioritaria de la pinza
E	Sensor de presión (pulsador)	Pulsar para hacer girar en una dirección la pinza y pulsar con fuerza para cambiar de dirección.
C	Sensor de distancia	Detecta cuando un objeto se sitúa entre las pinzas y envía señales a los motores A y B para cerrarlas.
A y B	Motores pinza/rotación	Cerrado de la pinza al recibir señal del sensor de distancia y apertura ante orden de pulsador D.
F	Motor de rotación de la pinza	Rotación de la pinza.

 

• Hub — Módulo B (brazo): 

Puerto	Dispositivo	Función
A	Sensor de presión	Orden de subida
B	Sensor de presión	Orden de bajada
C	Motor	Rotación de subida y bajada respectivamente.
D	Motor	Rotación de subida y bajada respectivamente.

 

🧠Lógica de control   

• Módulo A — Pinza (prioridad manual) 

Lógica del agarre (Módulo A):  🧠 

• Prioridad manual (seguridad): si el botón del puerto D está pulsado, la pinza se abre mientras dure la pulsación. 

• Cierre por proximidad: si el botón no está pulsado y distancia de un objeto entre las pinzas < 5 cm, la pinza se cierra automáticamente. 

• Protección mecánica: el cierre se detiene al detectar contacto o caída de velocidad. 

• Orientación del efector: rotación ±45° para facilitar la manipulación. 

Pseudocódigo: 

SI (botón D = pulsado) ENTONCES 
    Abrir pinza (mientras el botón D esté pulsado) 
SINO 
    SI (distancia < 5 cm) ENTONCES 
        Cerrar pinza 
    FIN SI 
FIN SI 
 
Detener al contacto (bloqueo/caída de velocidad) 
 

SI (botón E = pulsado con fuerza) ENTONCES 
    Rotar pinza en una dirección (mientras el botón D esté pulsado) 
SINO 
    SI (botón E = pulsado sin tanta fuerza) ENTONCES 
        Rotar pinza en la otra dirección 
    FIN SI 
FIN SI 
 

• Módulo B — Asistencia al brazo 

Lógica de asistencia (Módulo B): 🧠 

• Control por pulsación mantenida. 

• Subida: mientras el sensor A esté presionado (por presión ejercida al intentar levantar el brazo), el motor ayuda a elevar el brazo. 

• Bajada: mientras el sensor B esté presionado (por presión ejercida al intentar bajar el brazo), el motor ayuda a descender el brazo. 

• Seguridad: parada inmediata al soltar o ante bloqueo. 

Pseudocódigo: 

MIENTRAS (sensor A presionado) → Subir (motores activos) 
MIENTRAS (sensor B presionado) → Bajar (motores activos) 
 
AL SOLTAR CUALQUIERA (dejar de intentar mover el brazo) → Parada inmediata  

En resumen, ambos sensores de presión están situados por encima y por debajo del brazo de la persona que usa el brazo y detectan presión cuando se intentan realizar los movimientos asignados (intentar subir o bajar el brazo), por tanto, estas señales son procesadas en el HUB y siguiendo la programación activa los motores en las direcciones respectivas para que te ayuden a realizar estos movimientos. 

 🎯Uso previsto 

• Exoesqueleto: apoyo en tareas diarias (alcance, sujeción, traslado corto de objetos) con control manual prioritario. 

• Brazo robótico: actividades divulgativas/STEAM y pruebas de manipulación en entorno controlado. 

 ℹ️Aviso y limitaciones 

• Proyecto educativo: no es un dispositivo médico ni un producto homologado. 

• Requiere supervisión adulta y uso responsable (sin cargas elevadas ni contacto con líquidos, calor u objetos frágiles). 

• Ajustar velocidad antes de cada sesión según el usuario y la tarea. 

🚀Mejoras previstas   

• Arnés y acolchados intercambiables para distintos perímetros. 

• Reducción de peso mediante materiales más ligeros. 

• Registro básico de telemetría (ciclos de agarre, paradas por bloqueo) para análisis didáctico. 

🏷️Créditos y versión   

Nombre del dispositivo: MANUBOT 

Autoría: Equipo TechnoMakers 

Versión: v1.1 — 23/03/2026