Diseño mecánico de un equipo para rehabilitación física de tobillo, por medio de un sistema de motores eléctricos y plataforma móvil. - Cobo Viteri, Antony Juan (2018)
Esta propuesta tecnológica tiene como objetivo realizar el diseño mecánico con herramientas CAD y CAE de un equipo para rehabilitación física de tobillo, tiene tres movimientos: flexión dorsal/plantar (FD/FP), inversión/eversión (IN/EV) y aducción/abducción (AD/ABD). Para el desarrollo de esta propuesta se inició con la investigación del estado del arte, se realizó entrevistas a profesionales médicos del Hospital Estatal de Baeza a fin de obtener la voz del usuario. Con las metodologías de diseño conceptual, centrándonos en el diseño para la calidad (QFD), se obtuvo las especificaciones del equipo; se formularon tres alternativas, de las cuales se seleccionó mejor solución em base al método de criterios ponderados; con el diseño del concepto de la máquina se procedió con el diseño de detalle; se inició la modelación CAD del equipo en SolidWorks y se realizó la simulación cinemática – cinética en ADAMS, en base a los siguientes parámetros: cuando el modelo ejecute en el software un ciclo de movimiento extremo, que sería, una combinación de los tres movimientos FD/FP, IN/EV, y AD/ABD, desplazándose a sus rangos máximos de movilidad y a la máxima velocidad de rehabilitación, con lo cual se obtuvo las cargas más críticas que se generarán en los elementos mecánicos, con estas cargas se realizó el diseño teórico de cada elemento, se validó los resultados obtenidos aplicando el método de elementos finitos con ANSYS. Este equipo cuenta con los 3 GDL y con los rangos máximos de movilidad que tiene la articulación de tobillo, FP/FD = 50/30°, IN/EV = 30/20° y AD AB = 26/36°. El peso máximo del usuario es de 130 kgf. En el proceso de diseño mecánico del modelo, el elemento mecánico más crítico fue el eje de FD-FP que, al verificar su comportamiento en ANSYS, bajo las condiciones de carga y movimiento programadas en ADAMS, se obtuvo un esfuerzo equivalente máximo de Von Misses de 478.07 MPa, el cual fue el esfuerzo más alto en todos los elementos mecánicos, con un factor de seguridad de 1.61, consecuencia del diseño compacto del eje y su geometría. El equipo para rehabilitación física de tobillo tendrá también una función adicional, el entrenamiento del equilibrio y coordinación para pacientes con enfermedades neuronales, mediante dos plataformas móviles, a su vez alojadas en una estructura de soporte y asistencia.