Diseño del sistema mecánico de un equipo para la rehabilitación pasiva de la rodilla

Abstract

La presente tesis muestra el diseño de un sistema mecánico de un equipo para la rehabilitación pasiva de la rodilla, con el propósito de disponer de un primer acercamiento al desarrollo de un rehabilitador de rodilla portable. Este trabajo se enfocó en personas de la población peruana adulta que han requerido una intervención quirúrgica para tratar alguna patología de la rodilla o que han sufrido un accidente cerebro vascular (ACV) que afecta el miembro inferior. En la primera etapa se realiza una revisión de la antropometría, la anatomía y la fisiología de la rodilla, las patologías en esta articulación que pueden requerir de intervenciones quirúrgicas, los tipos de rehabilitación y los equipos empleados en la actualidad para la misma. Luego, se definieron las condiciones geométricas, cinemáticas y otras que se deben satisfacer parar lograr los movimientos de rehabilitación requeridos. Posteriormente, se elaboró el diseño conceptual del sistema mecánico, se desarrollaron la cinemática y cinética del mecanismo del sistema mecánico, el cálculo de diseño en los componentes de mayor relevancia y se seleccionaron los componentes motrices y estandarizados. El resultado del presente trabajo es un equipo cuyo rango de movimiento angular de la rodilla capaz de reproducir es de 0° hasta 120°, a una velocidad máxima de 150°/min gracias al accionamiento de un tornillo de potencia-tuerca; este sistema presenta un peso de 18 kg aproximadamente, cuyas dimensiones de largo, ancho y alto son de 128 cm, 33 cm y 47 cm, respectivamente. El rango de estatura de los pacientes a la cual se encuentra orientado este sistema es desde 159 cm hasta 190 cm; el peso máximo del paciente para el cual fue diseñado fue de 120 kg. El costo estimado de una sola unidad del sistema mecánico propuesto, el cual incluye los costos de diseño y fabricación, es de S/. 3600 y S/. 16906, respectivamente.