Diseño y manufactura de un mecanismo con sistema prensil de un grado de libertad para prótesis funcional infantil de una mano para amputación transradial para el proyecto institucional IDIPIM-001
El objetivo principal del proyecto de investigación fue abordar la atención de prótesis eficientes y rentables en Ecuador, específicamente para la población infantil con amputaciones transradiales. En colaboración con la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) y especialistas externos de...
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| 第一著者: | |
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| 出版事項: |
2024
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| description | El objetivo principal del proyecto de investigación fue abordar la atención de prótesis eficientes y rentables en Ecuador, específicamente para la población infantil con amputaciones transradiales. En colaboración con la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) y especialistas externos de cooperación académica e investigación con centros de salud, se diseñó un mecanismo prensil con grado de libertad, es decir, que usará un solo motor y este hará funcionar la prótesis realizando un agarre de prensión de forma esférica y cilíndrica, además esta prótesis contará con la rotación de la muñeca. La metodología implicó el uso de recursos docentes y físicos facilitados por la institución, así como software avanzado CAD como SolidWorks para el diseño y MSC Adams para la simulación; para el análisis de elementos finitos de la prótesis se lo realizó en ANSYS. La fabricación se llevó a cabo mediante impresión 3D y el uso de Máquinas CNC de la facultad de Mecánica de la ESPOCH. Tras exhaustivas pruebas y análisis, se logró un diseño final de la prótesis con un mecanismo prensil de un solo motor, capaz de generar una fuerza de agarre promedio de 30,65 ± 2,25 N. Las pruebas mecánicas confirmaron la validez del diseño propuesto y demostraron su capacidad de adaptación a diferentes formas y tamaños de agarre, con valores de fuerza de agarre de 28,45 ± 1,70 N para una esfera y de 32,15 ± 1,90 N para un cilindro. En conclusión, el desarrollo exitoso del mecanismo con sistema prensil para la prótesis funcional infantil de mano representó un avance fundamental en ingeniería biomédica, prometiendo mejoras significativas en la calidad de vida de los niños con amputaciones transradiales. Como recomendación, se destaca la importancia de colaboraciones interdisciplinarias y alianzas con instituciones médicas y gubernamentales para facilitar la disponibilidad y el acceso a estas prótesis en todo el país. |
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| spelling | Diseño y manufactura de un mecanismo con sistema prensil de un grado de libertad para prótesis funcional infantil de una mano para amputación transradial para el proyecto institucional IDIPIM-001Lliguay Calderon, Joel EnriqueDISCAPACIDAD FÍSICAPRÓTESIS INFANTILAMPUTACIÓN TRANSRADIALMECANISMO PRENSILMÁQUINAS CNCEl objetivo principal del proyecto de investigación fue abordar la atención de prótesis eficientes y rentables en Ecuador, específicamente para la población infantil con amputaciones transradiales. En colaboración con la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) y especialistas externos de cooperación académica e investigación con centros de salud, se diseñó un mecanismo prensil con grado de libertad, es decir, que usará un solo motor y este hará funcionar la prótesis realizando un agarre de prensión de forma esférica y cilíndrica, además esta prótesis contará con la rotación de la muñeca. La metodología implicó el uso de recursos docentes y físicos facilitados por la institución, así como software avanzado CAD como SolidWorks para el diseño y MSC Adams para la simulación; para el análisis de elementos finitos de la prótesis se lo realizó en ANSYS. La fabricación se llevó a cabo mediante impresión 3D y el uso de Máquinas CNC de la facultad de Mecánica de la ESPOCH. Tras exhaustivas pruebas y análisis, se logró un diseño final de la prótesis con un mecanismo prensil de un solo motor, capaz de generar una fuerza de agarre promedio de 30,65 ± 2,25 N. Las pruebas mecánicas confirmaron la validez del diseño propuesto y demostraron su capacidad de adaptación a diferentes formas y tamaños de agarre, con valores de fuerza de agarre de 28,45 ± 1,70 N para una esfera y de 32,15 ± 1,90 N para un cilindro. En conclusión, el desarrollo exitoso del mecanismo con sistema prensil para la prótesis funcional infantil de mano representó un avance fundamental en ingeniería biomédica, prometiendo mejoras significativas en la calidad de vida de los niños con amputaciones transradiales. Como recomendación, se destaca la importancia de colaboraciones interdisciplinarias y alianzas con instituciones médicas y gubernamentales para facilitar la disponibilidad y el acceso a estas prótesis en todo el país.The main aim of the research project was to address efficient and profitable prosthesis care in Ecuador, specifically for the child population with transradial amputations. In collaboration with the Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), external academic cooperation, and research specialists with health centers, it was designed a prehensile mechanism with a degree of freedom, in other words, it will use a single motor and this will operate the prosthesis by performing a spherical and cylindrical grip; furthermore, this prosthesis will have wrist rotation. The methodology involved the use of teaching and physical resources provided by the institution, as well as advanced CAD software such as SolidWorks for design and MSC Adams for simulation; For the finite element analysis of the prosthesis, it was carried out in ANSYS. The manufacturing was carried out using 3D printing and the use of CNC Machines from the Faculty of Mechanics at ESPOCH. After extensive testing and analysis, a final prosthesis design was achieved with a single-motor grasping mechanism, capable of generating an average grip force of 30.65 ± 2.25 N. Mechanical testing confirmed the validity of the proposed design. and demonstrated their ability to adapt to different grip shapes and sizes, with grip force values of 28.45 ± 1.70 N for a sphere and 32.15 ± 1.90 N for a cylinder. To sum up, the successful development of the prehensile system mechanism for functional child hand prosthesis represented a fundamental advance in biomedical engineering, promising significant improvements in the quality of life of children with transradial amputations. As a recommendation, the importance of interdisciplinary collaborations and alliances with medical and government institutions are highlighted to facilitate the availability and access to these prostheses throughout the country.Escuela Superior Politécnica de ChimborazoEscobar Guachambala, Miguel ÁngelGavilanes Carrión, Javier JoséGuevara Granizo, Marco Vinicio2025-07-30T17:54:03Z2026-04-23T05:15:42Z2024-05http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLliguay Calderon, Joel Enrique. (2024). Diseño y manufactura de un mecanismo con sistema prensil de un grado de libertad para prótesis funcional infantil de una mano para amputación transradial para el proyecto institucional IDIPIM-001. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/24257esUDCTIPEC; 20T02012http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution, Non-commercial, No Derivative Works (CC-BY-NC-ND)http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstname:Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstacron:ESPOCH2026-04-23T05:15:42Zoai:dspace.espoch.edu.ec:123456789/24257Institucionalhttp://dspace.espoch.edu.ec/Universidad públicahttps://www.espoch.edu.ec/es/http://dspace.espoch.edu.ec/oai.Ecuador...opendoar:17502026-04-23T05:15:42Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazo - Escuela Superior Politécnica de Chimborazofalse |
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