| Summary: | Esta tesis presenta el diseño de un mecanismo de dos grados de libertad para una
prótesis robótica transtibial que cuenta con dorsiflexión/flexión plantar e
inversión/eversión activas. Así mismo, se expone el diseño de un pie protésico que
complementa a dicho mecanismo para obtener una prótesis robótica transtibial que no
incluye al socket del paciente con amputación.
Este mecanismo de 4,63 kg es capaz de proveer el torque adecuado en el momento
necesario a fin de que personas con amputación de miembro inferior y de
aproximadamente 60 kg de peso, puedan trasladarse en superficies planas e inclinadas
realizando giros de hasta 19° en dorsiflexión, 20° en flexión plantar, 25° en inversión
y 10° en eversión. Además, el mecanismo permitiría al usuario caminar en un plano
horizontal o en un plano inclinado de hasta 25° de inversión. Por otro lado, se
seleccionan los componentes electrónicos que utiliza el sistema de control para realizar
los giros mencionados automáticamente gracias al uso de un microcontrolador. Por
último, se presenta la lista de planos de ensamblaje y despiece del mecanismo, junto
al costo total de producción de la prótesis diseñada cuyo valor es de aproximadamente
S/. 12 500 mil soles.
Entre los pasos a seguir para lograr el diseño del mecanismo se encuentran, un breve
estudio en torno a la anatomía y biomecánica del tobillo, y una investigación en torno
a los mecanismos en prótesis robóticas transtibiales y sistemas electrónicos y de
control. La información obtenida se utilizó para proponer un diseño conceptual
considerando la norma alemana de diseño mecatrónico VDI 2206. Luego, se llevó a
cabo un análisis cinemático para obtener las fuerzas que el mecanismo debe generar
durante todo el ciclo de marcha, las cuales fueron consideradas en los cálculos y
simulaciones por elementos finitos realizados para una correcta selección y diseño de
los componentes mecánicos del mecanismo. Finalmente, se realizó un modelo
dinámico del mecanismo y una selección de componentes electrónicos para obtener
las funciones de transferencia de un sistema de control para la prótesis que podría ser
implementado en trabajos futuros.
|
|---|
