3. Licenciatura

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Diseño de un exoesqueleto con realimentación háptica para la rehabilitación pasiva de la coordinación neuromotora de los dedos de la mano en niños con parálisis cerebral
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025-01-15) Saldarriaga Carranza, Alejandro Manuel; Elías Giordano, Dante Ángel
En el presente trabajo se realiza el diseño de un exoesqueleto para la rehabilitación de los dedos de la mano en niños que poseen parálisis cerebral infantil, cuyas dimensiones se adaptan a un rango de edades entre 7 a 9 años. De esta manera, el dispositivo asiste en el movimiento pasivo de flexión y extensión de los dedos gracias al mecanismo de transmisión empleado, el cual posibilita tres grados de libertad en cada dedo, a excepción del pulgar, que cuenta con dos. Asimismo, se integra un sistema de realimentación háptica, constituido por 5 módulos de motores vibradores y sus respectivas carcasas. Este permite alertar al paciente acerca de la flexibilidad o rigidez de sus dedos a través de la emisión de vibraciones de cada módulo en forma de pulsos. Una característica destacable es el peso del sistema integrado, siendo este de 570 g, es capaz de posicionarse en el medio con respecto a otros dispositivos de rehabilitación, pues esta propiedad posee mayor relevancia tomando en cuenta que el usuario es un niño. Dicho resultado se obtiene gracias al uso de materiales livianos como el plástico PLA, mediante la técnica de manufactura aditiva en impresión 3D; además, estos materiales poseen propiedades mecánicas suficientes para satisfacer los requisitos de diseño. El proceso de diseño empieza con el análisis de la problemática y el estado del arte, donde posteriormente se realiza una propuesta conceptual, evaluando tanto el aspecto técnico como económico y estableciendo las necesidades del usuario y los requisitos de diseño correspondientes. De esta manera, se aborda la selección de los componentes que constituyen el exoesqueleto, así como simulaciones mediante el método de elementos finitos y cálculos de condiciones de fatiga para los componentes diseñados, con el fin de verificar el funcionamiento de los mismos. Asimismo, se presentan los planos de ensamble, fabricación y diagramas esquemáticos respectivos. Finalmente, en relación a los costos del dispositivo, se dividen en diseño y fabricación. En el primero, se incluyen los honorarios del ingeniero mecatrónico y el supervisor. En el segundo, se abarcan los costos de componentes comerciales, procesos de manufactura y ensamblaje. De esta forma, el costo de diseño asciende a S/. 24,000.00, y el costo total de fabricación es de S/. 2,950.00.
Diseño de un exoesqueleto de mano basado en músculos activos artificiales (EAP) de dos dedos para ayuda en la vida diaria
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-07-07) Corman Armas, José Jhonatan; Vilcahuamán Cajacuri, Luis Alberto
Las principales enfermedades causantes de disfunción motora son los trastornos neurológicos, los cuales comprenden desde la epilepsia, esclerosis múltiple, Alzheimer, accidentes cerebros vasculares hasta dolor de cabeza. La pérdida total o parcial de la autonomía de la mano es el resultado más frecuente. Esto ocasiona en la persona la incapacidad para realizar sus tareas de forma independiente afectando tanto su vida como su autoestima. Los primeros dispositivos de ayuda en la vida diaria fueron los dispositivos netamente mecánicos, en donde encontramos cucharas, tenedores, cuchillos especiales entre otros, luego con la aparición de la electrónica los dispositivos evolucionaron hasta convertirse en prótesis o exoesqueletos cada vez más sofisticadas. Entre las prótesis más sofisticadas se encuentran las capaces de simular los movimientos, velocidad y fuerza de una mano real; sin embargo, debido a su alto costo son muy poco usados en el Perú. La presente tesis tiene como objetivo principal el diseño en una versión primaria de exoesqueleto de mano basado en músculo activo artificial (Flexinol) con dos dedos para la ayuda en la vida diaria. Como objetivos específicos se estudiaron la biomecánica de la mano, se analizó el uso del Flexinol, se implementó una mano impresa en 3D y se diseñó el sistema eléctrico y electrónico para el control del Flexinol con pruebas de movimientos y funciones básicas. En el prototipo, se utilizaron técnicas de ahorro de corriente como PWM para excitar al Flexinol; además, del uso de mosfets en lugar de transistores obteniendo un consumo total entre 500-700 mA. Por otro lado, el control de la planta permitió reproducir los movimientos de abducción y aducción de una mano real con una precisión de 2 grados sexagesimales. Por último, el prototipo obtenido es de bajo costo y peso con la finalidad de estar al alcance de todas las personas.

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