TFM 25/26

TFMs asignados (curso 25/26)

1. Diseño y desarrollo de una mano protésica multifuncional controlada por voz y sensores

Ramón Rubio García (MediaLab) - rrubio@uniovi.es
María Jesús Lamela Rey (MMCyTE) - mjesuslr@uniovi.es 

El objetivo general es desarrollar un prototipo de mano protésica multifuncional controlada por voz y sensores de entorno, apta para apoyo en actividades de la vida diaria.

Lo que se persigue es diseñar y desarrollar un prototipo de una mano protésica de bajo coste basada en control por voz. La propuesta contempla: integrar sensores de entorno (por ejemplo, presión, proximidad o tacto) que permitan mejorar la interacción del usuario con objetos; diseñar la estructura mecánica mediante impresión 3D; diseñar el sistema de control por voz; y validar la solución mediante pruebas funcionales con simulación o banco de pruebas. El resultado será un prototipo funcional de mano protésica, documentado en detalle, con análisis de viabilidad, coste, usabilidad y posibilidades de mejora futura.

-----> Asignado a Moritz Bernhard RANK (MIM)

2. Diseño modular y motorizado de un equipo para identificar el trastorno de déficit de atención en niños

Juan Ángel Martínez Esteban (TE) - jamartinez@uniovi.es
Daniel Mallada Fernández (TE) - malladadaniel@uniovi.es 

El trabajo consistirá en el diseño, cálculo, realización a medida y verificación del funcionamiento de un equipo destinado al estudio psicológico de la atención y la asociación/reconocimiento de objetos de niños de hasta siete años.

El sistema estará basado en un sistema microprocesador para controlar los motores, definir los efectos de luces y pulsadores y para implementar la comunicación entre distintos módulos y con el psicólogo que realiza los test.

El equipo presentará: 1) Un conjunto de luces en movimiento para el test de atención controladas por el psicólogo, tanto en velocidad de cambio como en secuencia. 2) Unas siluetas que se desplazarán verticalmente en combinación con unos pulsadores para llevar a cabo la prueba de asociación, en las que el psicólogo podrá controlar la velocidad de aparición de las mencionadas siluetas. 3) Un soporte guía horizontal que se puede desplazar en ambos sentidos y regular su velocidad de desplazamiento, permitiendo posicionar sobre una pequeña plataforma una silueta. 4) Un temporizador que permita registrar el tiempo de respuesta del niño.

-----> Asignado a Carla FERNÁNDEZ LOBETO (MIM)

5. Emulador de grupo motopropulsor para pruebas internas de sistemas vehiculares

Omar Díaz Álvarez (GDELS SBS) - omar.diaz@gdels.com
Álvaro Noriega González (IM) - noriegaalvaro@uniovi.es 

El proyecto propuesto consiste en el diseño de un emulador de grupo motopropulsor que permita probar los diferentes sistemas vehiculares sin la necesidad de tener dicho sistema disponible en el momento de la prueba. Dicho emulador debe dar servicio a los diferentes vehículos en fabricación distribuidos por la fábrica y para ello ha de ser fácilmente transportable.

El proyecto se dividirá en dos fases, en la primera se realizará, un estudio de viabilidad, desarrollo de concepto y especificación técnica. Partiendo del documento de control de interfaces del grupo motopropulsor, así como de la definición de los distintos sistemas que lo componen, se procederá a la identificación de los sistemas y/o circuitos susceptibles de ser emulados, entre los cuales se encuentran los sistemas de: hidráulica común, sistema neumático, hidráulica de dirección, control electrónico, y comunicaciones. Identificados los sistemas, se definirá el concepto de emulación y las necesidades de integración en el sistema vehicular que hace viable la emulación de cada sistema. Llegados a este punto y una vez verificada la viabilidad del concepto de emulación para cada sistema, se procederá a la definición de la matriz de requisitos del equipo objeto de diseño. En la segunda fase se desarrollará el diseño de cada uno de los subsistemas que componen el equipo, por orden de prioridad de la necesidad y/o complejidad de integración en el sistema vehicular.

-----> Asignado a Pedro ROYUELA NAVARRO (MIM)

6. Diseño y control de maqueta para seguimiento de terminal en Puentes de Embarque de Pasajeros Portuarios (SPBB)

Antonio Murias (TK Airport Solutions) - antonio.murias@tkelevator.com
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es 

Un SPBB es un sistema mecatrónico que se debe desplazar para permitir el embarque/desembarque de pasajeros en los barcos de crucero, de una manera similar a la pasarela de embarque de los aviones. Sin embargo, la diferencia es que la SPBB se debe desplazar grandes distancias, por lo que no está conectada físicamente a la terminal sino que se debe permitir su movimiento autónomo paralelo a la misma. Para ello, dispone de un conjunto de bogies (7 en el prototipo propuesto), con 2 motores cada uno, y se dirige el movimiento a partir de la velocidad relativa de las ruedas de cada bogie.

El objetivo del proyecto es el desarrollo de una maqueta a escala para la prueba de los algoritmos de seguimiento de la terminal, y la prueba y evaluación de diferentes estrategias de control a partir de dicha maqueta y de un simulador ya disponible. La posición de la maqueta se evaluará mediante sensores de distancia láser y/o sensores GNSS (GPS extendido).

Se completará el proyecto con la implementación del control sobre PLC, junto a las comunicaciones tipo modbus para intercambiar datos entre PLC y maqueta/simulador, el análisis de esfuerzos sobre los elementos mecánicos, etc.

-----> Asignado a Carlos ÁLVAREZ NAVEDA (MIM) / Patricia FRAILE MENDOZA (MIM)

7. Diseño electro-mecánico de heliostato para empleo en central termosolar de torre, incluyendo la programación para el posicionamiento del heliostato

José Manuel Sierra Velasco (IM) - jmsierra@uniovi.es
Juan Díaz González (TE) - jdiazg@uniovi.es 

Se plantea el diseño y fabricación electro-mecánica de un heliostato para empleo en central termosolar de torre (con una finalidad docente). Para ello se abordará por un lado el diseño mecánico del propio heliostato, estructura soporte del espejo, que se construirá en base a una pletina de acero recubierta de film reflectante tipo espejo, adhesivo. Esta apoyará en una estructura construida de perfiles de aluminio, que tendrá dos grados de libertar, uno de inclinación, mediante un accionamiento por un actuador línea electromecánico, y otro de giro, que se basará en un accionamiento por un tren de engranajes epicicloidal y un motorreductor. El equipo contará también con un sensor de viento, para llevar a posición de reposo en caso de vientos fuertes, y se controlará por programa. Y este programa se basará en un algoritmo que permita obtener la posición del sol a cualquier hora del día y fecha, para ajustar la inclinación y giro del heliostato de forma que este refleje la luz solar a un punto elevado que se definirá como torre del campo solar. Se monitorizará su estado de forma inalámbrica vía WiFi o Bluetooth.

Se abordará el diseño mecánico del heliostato, calculando accionamientos y estructura para unas dimensiones de aproximadamente 2 x 2 metros de superficie reflectante. Se diseñará el tren epicicloidal de accionamiento del mecanismo de giro, y luego se integrará el control de ambos accionamientos para lograr la adecuada orientación del heliostato.

-----> Asignado a Marina PENA SUÁREZ (MIM)

14. Adaptación de banco de potencia para ensayo de motores eléctricos 

Álvaro Noriega González (IM) - noriegaalvaro@uniovi.es
Ángel Navarro Rodríguez (ISA) - navarroangel@uniovi.es 

El proyecto Motostudent dispone de un banco de potencia para testear y poner a punto el control del motor que utiliza el prototipo del equipo Wolfast UniOvi, participante en la competición internacional Motostudent. Se desea adaptar dicho banco al nuevo motor eléctrico de la competición, mejorando también los apoyos del mismo al suelo y la rigidez general así como añadiendo protecciones antiatrapamientos y soportes para el sistema de refrigeración líquida de los nuevos motores. Además, la adaptación debe integrar también el sistema de alimentación y control de cada motor (carga y test) e incluir un sistema de monitorización de variables de interés en ambos motores.

-----> Asignado a Carlos Daniel ORTIZ MAIRENA (MIM)

15. Sistema de control de la separación y posición de los aros circulares en fijadores externos hexápodos

Jorge Roces García (Cátedra MBA) - rocesjorge@uniovi.es
Juan Díaz González (TE) - jdiazg@uniovi.es 

Se propone el estudio de alternativas de diseño para el control electrónico de la separación y posicionamiento de los aros circulares en fijadores externos hexápodos. En concreto, se pretende sustituir el mecanismo manual actual del fijador TL-HEX, de la compañía Orthofix, que se utiliza para corrección de deformaciones y elongación de extremidades, por un sistema motorizado y gobernado por un microcontrolador, con conectividad WiFi y Bluetooth; de esta manera, el dispositivo podrá ser monitorizado y controlado de forma inalámbrica.

Se creará un prototipo de validación sobre un fijador cedido a la Cátedra MBA Institute de Investigación Médica y Biomecánica de la Universidad de Oviedo, dado que este Trabajo Fin de Máster se enmarca en una de las líneas estratégicas de investigación de la misma.

-----> Asignado a Berien del VALLE RODRÍGUEZ (MIM)

20. Diseño de un sistema modular de gadgets mecatrónicos para asistencia manual (eSuperheroes)

Ramón Rubio García (MediaLab) - rrubio@uniovi.es
Ignacio Álvarez García (ISA) - ialvarez@uniovi.es 

El presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un sistema modular de gadgets mecatrónicos intercambiables acoplables a un guante, inspirado en el proyecto Superhéroes del MediaLab de la Universidad de Oviedo. El sistema se compone de un guante (unidad central) que integra la electrónica común reutilizable y varios módulos funcionales intercambiables. La conexión guante–gadget se realiza mediante un sistema de acople mecánico rápido y un conector eléctrico tipo pogo-pins, que transporta potencia y datos (CANH/CANL), permitiendo el intercambio rápido de módulos sin reconfigurar la electrónica principal.

La propuesta explora un enfoque modular, de bajo coste y personalizable, en el que un mismo guante puede adaptarse a distintas necesidades funcionales cambiando únicamente el gadget. Para el desarrollo del prototipo se exigirá el diseño de un gadget de tipo pinza. El trabajo abarca diseño mecánico, electrónico y de control, así como validación mediante pruebas experimentales. El resultado final será un prototipo funcional documentado, con análisis de viabilidad técnica, coste, usabilidad, seguridad básica y líneas de evolución futura dentro del proyecto Superhéroes.

-----> Asignado a Meron Aaron WOLDESELASSIE (MIM) 

21. Integración y control de una celda robotizada adaptativa para el colgado automático de piezas en línea de pintura industrial

Julio de las Alas Pumariño Logedo (AyR) - julio@ayrsl.com
Borja Millán Prior (ISA) - millanborja@uniovi.es

El proyecto consiste en la automatización integral de la carga y colgado de puertas de dimensiones variables (longitudes entre 1000 mm y 2630 mm) en una cadena de pintura. El objetivo principal es sustituir el proceso de carga manual por una solución mecatrónica flexible que compense las imprecisiones de posicionado en el transportador de entrada.

Los objetivos técnicos específicos abarcan los distintos campos de la Mecatrónica: Mecánica (diseño y cálculo de un efector final en el robot de geometría variable accionado por dos servomotores para el ajuste dinámico de la pinza), Electrónica (diseño de la arquitectura de control y del sistema de sensores para la detección y localización de las piezas, garantizando la robustez frente a variaciones de posición), Control y Comunicaciones (implementación de una red de comunicación industrial bajo protocolo Profinet).

-----> Asignado a Sergio RELLÁN MARTÍNEZ (MIM) 

TFMs no asignados (curso 25/26)

8. Brazo robot antropomórfico portátil

Pablo Zapico García (IPF) - zapicopablo@uniovi.es
Juan Antonio Martín Ramos (TE) - jamartin@uniovi.es 

Los brazos robóticos antropomórficos son un tipo de robot que imita la estructura y movimientos del brazo humano. Estos brazos se componen de varios eslabones y articulaciones que reproducen hombro, codo y muñeca del brazo humano, permitiendo gran capacidad de movimiento y orientación del extremo del robot o efector final. Se utilizan habitualmente en la industria por su compatibilidad con entornos pensados para humanos y por su gran capacidad para realizar orientaciones complejas del efector.

En este TFM se plantea el diseño, fabricación, montaje y desarrollo del control de un brazo de este tipo que, además, debe contar con las siguientes características: portabilidad del equipo; tres Grados de Libertad (GDL) dedicados al movimiento del hombro y codo; dos GDL extra dedicados a la muñeca para orientación del efector final; sistema modular de sujeción y conexión de efectores finales intercambiables tipo “plug-and-play”.

9. Rediseño y Optimización de una Plataforma Cartesiana para Medición de Campos Magnéticos

Jimena Menéndez Maco (TE) - menendezjimena@uniovi.es
Alberto Martín Pernía (TE) - amartip@uniovi.es 

El proyecto consiste en el rediseño y mejora de una plataforma cartesiana destinada a la medición tridimensional de campos magnéticos en entornos de laboratorio. Este proyecto da continuidad a dos Trabajos Fin de Máster anteriores desarrollado por Jimena Menéndez Maco y por David Cendán García en el curso 22/23.

Los objetivos del trabajo que se propone ahora son: 1) Mejorar la estabilidad mecánica del eje Z, garantizando rigidez y precisión sin comprometer el rango completo de desplazamiento disponible. Si se considerase necesario, revisar la transmisión de los ejes X e Y. 2) Diseñar, fabricar e integrar una electrónica de control basada en ESP32, optimizando el cableado, la alimentación y la modularidad del sistema. 3) Implementar comunicación inalámbrica entre la plataforma y el equipo del usuario. 4) Desarrollar una interfaz gráfica de usuario en MATLAB, que permita el control intuitivo de la plataforma, la adquisición de datos y su visualización en tiempo real

16. Development of a Robotic System for Automated Separation of Electronic Waste in Developing Countries. A Case Study in Ghana 

Nicolás Ramírez Ortiz (FabLab NiMa) - nicolas.ramirez@eu4m.eu
Tutor Académico pendiente de asignar

The rapid increase in electronic waste (e-waste) presents significant environmental and health challenges, especially in developing countries. In Ghana, the Agbogbloshie dumpsite stands out as one of the world’s largest e-waste processing sites. Here, informal workers manually dismantle and process e-waste using hazardous methods like burning and mechanical shredding, exposing themselves to toxic substances and contributing to environmental contamination. This project proposes the development of a robotic system to automate the separation of valuable materials from e-waste, aiming to reduce health risks, enhance efficiency, and adapt to local conditions. The system is designed to support, rather than replace, the informal workforce, improving their working conditions and creating new opportunities within local communities.

The primary objectives of this thesis project are: 1) To design and develop a robotic system for automated separation of materials from electronic waste, customized to the infrastructure and environmental constraints of developing countries, with a focus on Ghana. 2) To incorporate advanced technologies, including sensors, machine learning, and robotic manipulation, for efficient identification and separation of valuable and hazardous materials. 3) To ensure the system is socially and economically sustainable by engaging local communities in its operation and maintenance, improving safety without displacing informal workers. 4) To validate the system’s performance through simulation and, if feasible, a field test in Ghana.

19. Development and Optimization of a Large-Scale 3D Printer in Prague

Nicolás Ramírez Ortiz (FabLab NiMa) - nicolas.ramirez@eu4m.eu
Tutor Académico pendiente de asignar

Large-scale 3D printers, like the 2m x 2m x 2m printer at Uvaly FabLab, face unique challenges in maintaining precision and reliability due to their size. This project aims to enhance the printer’s performance by addressing key technical issues. The objectives are to design a sensor-based automatic bed leveling system, develop a feedback mechanism for axis alignment, integrate the extruder, motion controls, and heating into a unified system, and implement safety features such as emergency stops, temperature and live monitoring. The expected outcomes include a fully operational printer with improved automation, enhanced print quality, and robust safety measures, along with detailed documentation. This work will support FabLab’s NiMa s.r.o innovative projects and contribute to advancements in large-scale additive manufacturing, leveraging a mechatronic approach to solve real-world engineering problems.

This project pursues four technical objectives, each rooted in mechatronics: 1) Design a Sensor-Based Automatic Bed Leveling System: A level build platform is essential for consistent layer deposition in large-scale prints. Sensors will detect and correct bed deviations, reducing manual effort and improving quality. 2) Develop a Feedback Mechanism for Axis Alignment: Precision in a large printer’s axes can degrade over time. A real-time feedback system will maintain alignment, ensuring accurate movement across the 2-m span. 3) Integrate and design Extruder, Motion Controls, and Heating into a Unified System: Coordinating these subsystems ensures smooth operation. This requires a holistic control approach, a hallmark of mechatronics. 4) Implement Safety Features: Emergency stops and temperature monitoring will mitigate risks, protecting users and equipment during operation.