TRABAJO FIN DE GRADO PROPUESTA DE DISEO CONCEPTUAL
TRABAJO FIN DE GRADO PROPUESTA DE DISEÑO CONCEPTUAL DE UN DISPOSITIVO AUDITIVO CON CARACTERÍSTICAS PERSONALIZADAS Autor: Guadalupe García Plaza Tutor: Javier Ibáñez Civera Cotutor: Bélgica Pacheco Blanco Grado en ingeniería del diseño y desarrollo de productos
CONTENIDOS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Introducción Objetivos Antecedentes Requerimientos de diseño Propuestas de mejora Desarrollo de las mejoras Especificaciones técnicas Diseño Presupuesto Conclusiones 2
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto CONTEXTO La audición es uno de los principales sentidos del ser humano. Su relevancia reside en la necesidad de recibir y comprender los mensajes del entorno. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA La carencia de dispositivos integrados en la anatomía del usuario, y el bajo desarrollo de personalización auditiva. JUSTIFICACIÓN Necesidad de integración del usuario con el producto. Carácter protésico. 10. Conclusiones 3
OBJETIVOS GENERALES 1. Introducción 2. Objetivos • Mejora del grado de audición 3. Antecedentes • Adaptabilidad al usuario 4. Requerimientos de diseño • Facilidad de uso • Mejora de la estética 5. 6. Propuestas de mejora Desarrollo de las mejoras OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Obtención de una ecuación de parametrización 7. Especificaciones técnicas • Reducción del tamaño protésico 8. Diseño • Reducción de la manipulación del dispositivo 9. Presupuesto • Diseño discreto 10. Conclusiones 4
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones ANATOMÍA HIPOACUSIAS • La audición • Sistema auditivo • Clasificación • Identificación SOLUCIONES AUDITIVAS • Tipos de audífonos • Otras soluciones 5
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones LEGALES USO MERCADO REQUERIMIENTOS TÉCNICOPRODUCTIVOS FUNCIÓN ESTRUCTURALE S 6
REQUERIMIENTOS DE MERCADO 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones SOLUCIONES DEL MERCADO IDEAS EXTRAÍDAS • • Vida útil baterías Resistencia al agua • • Mejora del diseño Ocupación del canal auditivo 7
REQUERIMIENTOS LEGALES 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones PATENTES IDEAS EXTRAÍDAS • Materiales hidrofóbicos • Combinación de las soluciones • Forma tubular en el canal • Personalización electrónica 8
REQUERIMIENTOS DE USO 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. 5. Requerimientos de diseño Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones Normas básicas de cuidado y protección del producto • Limpieza de la prótesis • No dejar expuestos a temperaturas elevadas • Mantener fuera del alcance de niños y mascotas • Evitar fuertes golpes y caídas • Evitar el uso de lacas y otros productos similares • Cambiar las pilas una vez estén agotadas. • Apagar los audífonos mientras no se estén utilizando Adaptación • La mejora de audición con la utilización de la prótesis. • La comodidad del usuario con el audífono. • La escucha de pitidos o ruidos muy fuertes. 9
REQUERIMIENTOS DE FUNCIÓN 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones Especificaciones técnicas Rango de frecuencia 100 -8000 Hz Entrada de audio Compatible sistema FM Voltaje batería 1, 4 V Procesamiento señal 6 canales Corriente fuente 1 m. A Control Feedback Sí Duración batería 8000 mah Reducción ruido En 6 canales Ruido de entrada 10 d. B Programación wifi 10
REQUERIMIENTOS ESTRUCTURALES 1. Introducción 2. Objetivos COMPONENTES • • • Micrófono Altavoz Microprocesador • • • Bobina Pila Botón encendido/apagado 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras Carcasa ABS Molde auricular Silicona Estructura tubular PE 7. Especificaciones técnicas Densidad (kg/m 3 ) 1. 01 e 3 -1. 21 e 3 Densidad (kg/m 3 ) 1. 3 e 3 -1. 8 e 3 Tenacidad a fractura (MPa. m 0. 5) 1. 44 - 72 8. Diseño 9. Presupuesto Precio (€/kg) 2. 26 -2. 49 Limite elástico (MPa) 2. 4 -5. 5 Precio (€/kg) 1. 4 -1. 54 Huella de CO 2, producción primaria (kg/kg) 3. 64– 4. 03 Máx. temperatura en servicio (ºC) 227 -287 Huella de CO 2, producción primaria (kg/kg) 2. 64 -2. 92 10. Conclusiones SELECCIÓN DE MATERIALES 11
REQUERIMIENTOS TÉCNICOPRODUCTIVOS 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes • Modelado por inyección de termoplásticos 4. Requerimientos de diseño • Impresión 3 d 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones PROCESOS DE FABRICACION TIPOS DE UNIÓN • Montaje por presión • Uniones atornilladas • Adhesivos flexibles • Adhesivos rígidos 12
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto Resistencia al agua Sistema electrónico personal Diseño discreto Mejoras Duración batería Ocupación canal auditivo 10. Conclusiones 13
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto FASE 1. Análisis del usuario • • • Sexo: mujer Edad: 72 años Deficiencia auditiva: hipoacusia neurosensorial Tiempo usando audífonos: 6 años Tipos de prótesis: RITE y BTE FASE 2. Recopilación de datos • • Nueva audiometría Proceso Recopilación de los datos Establecimiento de niveles de respuesta: 0, 1, 2 10. Conclusiones 14
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de la primera mejora 7. 8. 9. Desarrollo de la segunda mejora Especificaciones técnicas Diseño 10. Presupuesto 11. Conclusiones FASE 3. Análisis datos • Análisis de espectro Se transforma a texto • Agrupación en bandas Banda de frecuencia Ecuación Valor Δz = (log F 2 - log F 1)/10 F 2 10^(log E 1 + Δz) 149, 723811 Hz Vb= 10 (log E 1 + (n-1)*Δz) F 3 10^(log E 1 + 2·Δz) 260, 665346 Hz F 4 10^(log E 1 + 3·Δz) 453, 81733 Hz F 5 10^(log E 1 + 4·Δz) 790, 074678 Hz F 6 10^(log E 1 + 5·Δz) 1375, 49991 Hz F 7 10^(log E 1 + 6·Δz) 2394, 71034 Hz F 8 10^(log E 1 + 7·Δz) 4169, 12976 Hz F 9 10^(log E 1 + 8·Δz) 7258, 34881 Hz F 10 10^(log E 1 + 9·Δz) 12636, 6006 Hz INTENSIDADES PROMEDIO BANDAS 15
Gráfica observados vs predichos para la variable dependiente. 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas Gráfica de valores de factor PLS. Gráfica de coeficientes PLS. Gráfica tridimensional de valores de factor PLS. Coeficientes de Regresión. 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones 16
• Frecuencias significativas Grupo 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño Oído izquierdo Oído derecho Ambos oídos 60 d. B 86 2394, 71034 453, 811733 4169, 12976 149, 723811 260, 665346 70 d. B 260, 665346 4169, 12976 453, 811733 2394, 71034 80 d. B 260, 665346 4169, 12976 149, 723811 4169, 12976 453, 811733 4169, 12976 Frecuencia Palabra 1 Coeficiente f 1 I 1 C 1 I 1 * C 1 f 2 I 2 C 2 I 2 * C 2 f 3 I 3 C 3 I 3 * C 3 f 4 I 4 C 4 I 4 * C 4 f 5 I 5 C 5 I 5 * C 5 f 6 I 6 C 6 I 6 * C 6 Especificaciones técnicas f 7 I 7 C 7 I 7 * C 7 f 8 I 8 C 8 I 8 * C 8 8. Diseño f 9 I 9 C 9 I 9 * C 9 9. Presupuesto f 10 I 10 C 10 I 10 * C 10 5. 6. 7. Propuestas de mejora Desarrollo de las mejoras 10. Conclusiones (∑Ii*Ci)+Kc Valor predicho = (I 1 * C 1 + I 2 * C 2+ I 3 * C 3 +I 4 * C 4+I 5 * C 5 + I 6 * C 6 + I 7 * C 7 + I 8 * C 8 + I 9 * C 9 + I 10 * C 10) + Kc 17
• 1. Introducción 2. Objetivos Promedio de los coeficientes Frecuencias significativas Coeficientes palabra 1 Promedio C 11 = I 1’ - I 1 (∑Ci. S 1)/np 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. 7. Desarrollo de las mejoras Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones f. S 1 I’=nuevo valor de intensidad f. S 2 • C 12 = I 2’ - I 2 (∑Ci. S 2)/np Valores de aumento Oído izquierdo Oído derecho 86 Hz + 1, 67609163 d. B 454 Hz + 7, 76970378 d. B 2395 Hz + 2, 83733863 d. B 4169 Hz + 1, 58001026 d. B Ambos oídos 150 Hz + 5, 60789714 d. B 454 Hz + 7, 5901629 d. B 261 Hz + 7, 27668108 d. B 2395 Hz + 28, 2795861 d. B 18
FASE 4. Comprobación 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño Término Respuesta predicha Respuesta del usuario Término Respuesta predicha Respuesta del usuario Cielo 1 1 Quince 1 0 Trenza 1 1 Lunes 0 0 Sastre 1 0 Raíz 0 0 Talco 0 0 Seco 0 0 Desarrollo de las mejoras Timbre 0 0 Leche 1 1 Madre 1 1 Quince 1 0 Especificaciones técnicas Raíz 1 1 Madre 1 1 Saco 0 0 Padre 0 0 8. Diseño Canto 0 0 Uva 0 0 9. Presupuesto 5. 6. 7. Propuestas de mejora 10. Conclusiones 50 % respuestas predichas nivel 1; 33, 33 % recibido MEJORA: 33, 33 % 19
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto Ocupación del canal auditivo y diseño estructural de la prótesis 10. Conclusiones 20
Materiales • Carcasa: ABS • Molde auricular: silicona • Estructura tubular: polietileno 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora • Carcasa: moldeado por inyección • Molde auricular: moldeo termoestable • Estructura tubular: moldeado por inyección 6. Desarrollo de las mejoras Tipos de unión 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño • Carcasa: montaje por presión • Molde auricular: adhesivos flexibles • Estructura tubular: adhesivos flexibles 9. Presupuesto 10. Conclusiones Procesos de fabricación Tratamiento superficial • Carcasa: pintura a base de agua • Molde auricular: texturizado 21
1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones
C. M. P C. M. O C. F 0, 8344 € 6, 45 € 7, 30 € (2) Carcasa externa 0, 8213 € 6, 45 € 7, 27 € (3) Carcasa interna 0, 8532 € 6, 45 € 7, 30 € 0, 8061 € 6, 45 € 7, 26 € 0, 199 € 15, 82 € 18, 76 € 0, 199 € 14, 5 € 14, 7 € 0, 1825 € 14, 68 € 28, 72 € 0 € 28, 72 € 19, 42 € 0 € 19, 42 € 47, 27 € 0 € 47, 27 € DENOMINACIÓN 1. (1) Carcasa protectora Introducción 2. 3. Objetivos Antecedentes (4) Carcasa portapilas 4. Requerimientos de diseño (5) Almohadilla molde auricular (6) Protector transductor 5. (7) Tubo conector Propuestas de mejora (8) Altavoz 6. 7. 8. Desarrollo de las mejoras (9) Micrófono Especificaciones técnicas (11) Pila 1, 25 € 0 € 1, 25 € (12) Telecoil 2, 01 € 0 € 2, 01 € Diseño Coste montaje manual - 0, 61 € - - 225 € 71, 23 € 401, 55 € (10) Microprocesador 9. Coste diseño Presupuesto. 10. Conclusiones TOTAL 102, 57 € 24
OBJETIVOS LOGRADOS 1. Introducción 2. Objetivos 3. Antecedentes 4. Requerimientos de diseño 5. Propuestas de mejora 6. Desarrollo de las mejoras 7. Especificaciones técnicas 8. Diseño 9. Presupuesto 10. Conclusiones • Función matemática de mejora • Obtención de una mejor real del sonido • Disminución del tamaño del producto • Disminución de la ocupación del canal auditivo OBJETIVOS NO LOGRADOS • Mejor del 100% de la audición • Completa liberación del canal auditivo CONCLUSIÓN Logrando la mayoría de los objetivos, se logra un desarrollo óptimo del producto, tanto estética como funcionalmente 25
PROPUESTA DE DISEÑO CONCEPTUAL DE UN DISPOSITIVO AUDITIVO CON CARACTERÍSTICAS PERSONALIZADAS ¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN! Autor: Guadalupe García Plaza Grado en ingeniería del diseño y desarrollo de productos
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