Diseño y construcción de un prototipo animatrónico de cabeza y cuello para la promoción y difusión de la Carrera de Mecatrónica
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http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32405| Título : | Diseño y construcción de un prototipo animatrónico de cabeza y cuello para la promoción y difusión de la Carrera de Mecatrónica |
| Autor : | Bravari Pazmiño, Marcelo Andrés |
| Director de Tesis: | Celi Sánchez, Carmen Johanna |
| Resumen traducido: | In this project, an animatronic head and neck prototype was designed and built based on a character from the Teenage Mutant Ninja Turtles. The main objective was to develop an interactive doll to promote the Mechatronics degree programme, integrating mechanics, electronics and voice control systems with artificial intelligence. Computer-aided design (CAD) tools were used for the mechanical design, notably Autodesk-Fusion 360 to design and model the internal structures, complemented by organic mesh editing software such as Meshmixer to optimise the external parts of the character. Likewise, 3D printing manufacturing techniques were used to materialise the CAD designs, relying on the Creality K1C printer and the Creality Print programme to edit these parts, optimise their orientation and density, and configure some of the printing parameters. The resulting animatronic system is controlled by a Raspberry Pi 4B with 4GB of RAM, which manages a voice assistant powered by a lightweight language model and voice recognition and synthesis algorithms. The animatronic prototype is capable of interacting with users through voice commands, simulating speech in real time, moving its head and opening or closing its jaw in synchronisation with the assistant's spoken response. This document details the CAD design processes for the character's structures and casing, the integration of servomotors to provide movement to the neck and jaw, as well as the technical challenges overcome during development (e.g., the revision of mechanisms due to torque limitations of certain servomotors). The results demonstrate the viability of a low-cost animatronic and reinforce the importance of iteration in engineering: through successive redesigns and tests, a functional model was achieved that combines a faithful appearance to the character with reliable and safe mechatronic operation. |
| Resumen : | En el presente trabajo se diseñó y construyó un prototipo animatrónico de cabeza y cuello basado en un personaje de las Tortugas Ninja. El objetivo principal fue desarrollar un muñeco interactivo para la promoción de la carrera de Mecatrónica, integrando mecánica, electrónica y sistemas de control por voz con inteligencia artificial. Para el diseño mecánico se emplearon herramientas de Diseño Asistido por Computadora (CAD), destacando Autodesk-Fusion 360 para diseñar y modelar las estructuras internas, complementado con software de edición orgánica de mallas como Meshmixer para optimizar las partes externas del personaje. Asimismo, se utilizaron técnicas de fabricación mediante impresión 3D para materializar los diseños hechos en CAD, apoyándose en la aplicación de la impresora Creality K1C y del programa Creality Print para la edición de dichas piezas, su orientación óptima, su densidad, algunas configuraciones en los parámetros de impresión. El sistema animatrónico resultante está controlado por una Raspberry Pi 4B de 4GB de RAM, la cual gestiona un asistente de voz impulsado por un modelo de lenguaje ligero y algoritmos de reconocimiento y síntesis de voz. El prototipo animatrónico es capaz de interactuar con usuarios mediante comandos de voz, simula hablar en tiempo real, moviendo la cabeza y abriendo o cerrando la mandíbula en forma sincronizada con la respuesta hablada por el asistente. En este documento se detallan los procesos de diseño en CAD de las estructuras y la carcasa del personaje, la integración de los servomotores para brindar movimiento al cuello y la mandíbula, así como los desafíos técnicos superados durante el desarrollo (por ejemplo, la revisión de mecanismos por limitaciones de torque de ciertos servomotores). Los resultados demuestran la viabilidad de un animatrónico de bajo costo y refuerzan la importancia de la iteración en ingeniería: a través de sucesivos rediseños y pruebas, se logró un modelo funcional que combina un aspecto fiel al personaje con un funcionamiento mecatrónico confiable y seguro. |
| Palabras clave : | MECATRÓNICA DISEÑO EN INGENIERÍA INGENIERÍA DE PROTOTIPOS CABEZA CUELLO MARKETING UNIVERSIDADES |
| Fecha de publicación : | mar-2026 |
| URI : | http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32405 |
| Idioma: | spa |
| Pertenece a las colecciones: | Grado |
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