Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Diseño de un sistema de prótesis de antebrazo y muñeca de 3 grados de libertad con actuadores de soft robotics(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-12) Chero Arana, Brian Alberto; García Sulca, José GustavoEl presente trabajo presenta una prótesis de antebrazo que integra elementos de soft robotics para lograr una prótesis de muñeca capaz de mover una mano con tres grados de libertad, al igual que su contraparte real. Inicialmente se realizó un estudio previo para identificar los movimientos de una muñeca a emular y recopilar modelos existentes de prótesis de antebrazo como parte del estado del arte. A partir de esto se propuso un diseño de prótesis de antebrazo capaz de emular dichos tres movimientos de la muñeca mediante la integración de músculos artificiales neumáticos y otros componentes electrónicos. A continuación, se procedió a realizar el diseño definitivo del sistema. Para ello se realizó una lista de los componentes requeridos en cuanto a sensores, actuadores y controladores. Por cada componente se recopilaron posibles modelos comerciales disponibles, y se seleccionó el más adecuado teniendo en cuenta las características deseadas según las condiciones de trabajo. Además, se realizó el modelado de la estructura de la prótesis y de los subsistemas involucrados mediante el software de diseño mecánico Autodesk Inventor. La prótesis de antebrazo desarrollada es un dispositivo portátil capaz de trabajar de manera continua por aproximadamente 6 horas, el cual cuenta con todos los elementos requeridos para realizar las tareas deseadas. Por último, se estima el costo total de la prótesis, incluyendo el costo de sus componentes electrónicos y mecánicos, elementos de pernería y cableado, y su manufactura, obteniendo un total de S/. 2222.30, el cual aumenta a S/. 10522.30 al incluir costos de diseño y ensamble. Además, se realizan simulaciones acerca del comportamiento del sistema mediante el uso de software como Autodesk Inventor o la herramienta de simulación ANSYS. Del mismo modo, se exploran las pruebas experimentales requeridas para validar el funcionamiento de un músculo artificial para futuras pruebas experimentales de este elemento.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un dispositivo de rehabilitación portátil de codo para personas con epicondilitis lateral(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-27) León Villar, Máximo Carlosmartín; Abarca Pino, Victoria ElizabethEn el presente trabajo se ha realizado el diseño de un dispositivo de rehabilitación portátil de codo para personas de 1.50 a 1.75 m, con un peso máximo de 80 kg. que padezcan de epicondilitis lateral que hayan concluido con el proceso inflamatorio de la zona afectada. Este dispositivo cuenta con dos terapias pasivas de codo y antebrazo, y una terapia activa de muñeca donde el paciente controla el movimiento. Se cuenta con sensores de carga permiten realizar estimaciones a un microcontrolador maestro para monitorear la fuerza de apriete ejercida por el paciente y el torque que realiza su muñeca. Los resultados obtenidos de fuerza y torque, permiten visualizar cómo el usuario se recupera de la lesión y fortalece la zona previamente afectada teniendo como resultado una menor probabilidad de recaer en esta afección de codo. El dispositivo se sujeta al miembro afectado del paciente mediante correas de uso médico de nylon y franela evitando la irritación en la piel de los pacientes. Así mismo, el deslizamiento de los cilindros de extensión permite regular la posición del apoyo de antebrazo. La velocidad y rangos de movimiento son ingresados a través de la pantalla táctil, y esta misma permitirá la visualización del progreso del paciente. Utilizando la metodología VDI 2221 de la Norma Alemana se realizó el estado del arte, que incluye los conceptos anatómicos para comprender la zona afectada y la lesión, así como el estudio de dispositivos existentes en el mercado, patentes y proyectos. Con la información obtenida se detallaron los requerimientos del dispositivo y se plantearon los conceptos de solución para obtener el proyecto preliminar. Posteriormente, con el estudio del ámbito mecánico, eléctrico-electrónico y de control, se seleccionaron y diseñaron los componentes necesarios. Finalmente se integra el sistema, se crea la lista de planos y se realiza una estimación de costos de diseño y fabricación del dispositivo.Ítem Texto completo enlazado Estudio para el desarrollo de una prótesis de la articulación del codo con activación híbrida(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-10-17) Pérez Oscátegui, Joel; Mio Zaldívar, Renato AlonsoEl presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar conceptualmente una prótesis de codo con activación híbrida para personas con un nivel de amputación del brazo por encima del codo, lo cual consiste en integrar los métodos de actuación eléctrica y accionamiento por los movimientos del cuerpo. Ello se realiza con el fin de aprovechar y fusionar sus ventajas para lograr un precedente en el campo de investigación de las prótesis transhumerales híbridas, el cual no ha sido investigado debidamente en comparación con el aumento de casos de amputaciones transhumerales. Este trabajo realizará un estudio al estado del arte de distintas prótesis transhumerales, las cuales se usarán de referencia al momento de generar conceptos de solución. Estas soluciones cumplirán con los requerimientos y estructura de funciones planteados previamente. Además, las soluciones serán evaluadas de manera económica y técnica a fin de llegar a una solución óptima. Para terminar, se llega a un diseño conceptual óptimo que logra la sinergia de ambos modos de actuación y permite un control moderado de los movimientos de flexoextensión del codo protésico. En conclusión, se realiza un diseño conceptual de la prótesis de la articulación del codo que realiza los movimientos de flexoextensión fusionando los métodos de actuación descritos y que funciona como apoyo de los miembros remanentes. Asimismo, se logra integrar el control mioeléctrico que permite corregir los movimientos accionados por el cuerpo, con la ventaja de no usar constantemente los actuadores y con ello se reduce el peso de los actuadores y la batería respecto a una prótesis puramente mioeléctrica.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un electrogoniómetro para medir los ángulos de flexo-extensión y prono-supinación del codo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-24) Félix Ruiz, Javier Antonio; Elías Giordano, Dante ÁngelLa rigidez en el codo puede provenir de lesiones traumáticas y luxaciones, para su tratamiento se realizan diferentes tipos de terapias y ejercicios que paulatinamente van aumento el rango de movimiento, en cada sesión es importante medir el progreso del paciente debido a que, si se terminan las terapias sin lograr un rango completo de movimiento, las posibilidades de tener contracturas al flexionar el codo aumentan. Es por esa razón, que en la presente tesis se ha desarrollado un electrogoniómetro para medir los ángulos de flexo-extensión y prono-supinación del codo. Una de las características más importantes es que permite obtener valores con una precisión de +- 1°, y adicionalmente al tener un dispositivo que permite almacenar los valores leídos, se puede usar en el área de la ciencia para realizar estudios en las acciones que se realizan en los diferentes deportes y así poder evitar lesiones. El diseño fue realizado utilizando las metodologías según las normas VDI 2206 y VDI 2221, para ello se realizó un estudio de la problemática actual referente al uso del goniómetro universal, y además se compararon las diferentes tecnologías que existen para medir ángulos. A partir de la información obtenida se obtuvieron diferentes conceptos de solución, en el cual el ganador fue escogido a través una evaluación técnica-económica. En el diseño final se realizaron una serie de consideraciones como la selección de componentes, los materiales a usar, el dimensionamiento de las piezas que protegerán los componentes internos, entre otros, estas consideraciones permitieron llegar al diseño propuesto. Finalmente, se realizó una estimación de los costos involucrados en el desarrollo del dispositivo, se consideró los costos de manufactura, ensamblado, y para las piezas se consideró el costo de importación, sumando cada uno de los subtotales se obtiene que el costo estimado del dispositivo es de S/. 800.00 aproximadamente.Ítem Texto completo enlazado Propuesta conceptual del segmento antebrazo para una prótesis mioeléctrica usando mecanismos paralelos de 3 grados de libertad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-17) Hinostroza Noreña, César Andrés; Elías Giordano, Dante ÁngelEn este trabajo se muestra una propuesta de diseño conceptual de un dispositivo antebrazo (cubito-radial) para una prótesis mioeléctrica transradial proximal usando mecanismos paralelos, teniendo en cuenta los tres grados de libertad existentes en la muñeca (abducción–aducción, flexión–extensión y pronación–supinación). El documento aborda la problemática y necesidad evidente de desarrollar dispositivos de este tipo en el entorno peruano. Para ello se tuvieron en cuenta datos estadísticos sobre la condición de los amputados en el Perú. Asimismo, se investigó sobre tecnologías similares disponibles para tener una base sobre la cual abordar la resolución de esta problemática. Una vez realizado un estudio exhaustivo se recopiló la información más relevante con la cual se desarrollaron los requerimientos que el diseño debe satisfacer, tales como los rangos de los grados de libertad, dimensiones geométricas, seguridad, entre otros. Posteriormente, se procedió a generar tres posibles soluciones teóricas (soluciones conceptuales) que fueron evaluadas, técnica y económicamente, para determinar lo que sería la base de este diseño conceptual. Luego, se analizaron los posibles proyectos preliminares basados en el concepto de solución óptimo. De estos solo uno fue escogido debido a que tuvo los mejores resultados en una segunda evaluación técnica y económica. Finalmente, se pudo obtener satisfactoriamente un concepto de solución y un proyecto preliminar óptimo, o diseño conceptual, utilizando como base la norma VDI 2221 como metodología de diseño.