Diseño y construcción de un prototipo de la estructura mecánica de un exoesqueleto para rehabilitación de niños con discapacidad motora en extremidades inferiores

La discapacidad motora en niños es una problemática que afecta a muchos infantes en la actualidad; consiste en la dificultad de realizar actividades intrínsecas de la vida diaria como resultado de la falta de movilidad en las extremidades superiores o inferiores. Se presenta en diferentes grados de severidad, y es causada por varios factores. La discapacidad motora no solo compromete la interacción física del niño con su ambiente; así mismo, su salud. La terapia física de esta enfermedad se mejora sustancialmente mediante el uso de exoesqueletos portátiles, reduciendo la carga y los esfuerzos que debe realizar el cuidador y la persona encargada de su rehabilitación. El presente trabajo describe el desarrollo del diseño mecánico de un exoesqueleto, una simulación de su funcionamiento, y la construcción de un prototipo impreso en 3D. La motivación principal del proyecto es construir un prototipo funcional que pueda ser usado en la rehabilitación de niños con discapacidad motora en sus extremidades inferiores. Para el diseño del modelo; se usó en su mayoría aluminio debido a sus características mecánicas y peso, además se usó PLA en las partes impresas donde no existen cargas representativas. El equipo se simplificó en 4 sistemas principales: reducción y transmisión, ajuste de tamaño, soporte regulable y movimiento; los mismos que presentaron diferentes alternativas; siendo escogida la mejor usando el método de matrices de puntajes ponderados. Las normas aplicadas fueron las recomendadas por la FDA, pues no existen estándares específicos para el diseño de exoesqueletos. El resultado final fue un prototipo, funcional y que permite la implementación de un sistema de control, con partes impresas en 3D, aluminio y acero. El exoesqueleto consta de 8 grados de libertad; también permite ajustar la altura y la cadera del mismo en un rango de 15 [cm], aproximadamente, de acuerdo a cada niño. Se realizó un análisis de costos, que mostró que la fabricación del exoesqueleto cuesta alrededor de $18000, precio competitivo en el mercado; y un análisis de esfuerzos, deformaciones y factores de seguridad del modelado en 3D en Inventor, permitió evaluar que las piezas sometidas a las mayores cargas soportan y trabajan correctamente. II Se concluyó que el exoesqueleto puede ser usado por niños de 7 a 12 años y peso no mayor a 40 [kg], además que el uso del mismo debe realizarse con el complemento de un sistema de sujeción del niño para evitar que el equipo lleve toda la carga.

• Autor Principal: Espol (author)
• Outros autores: Begué Salcedo, Jorge Antonio (author), Cobeña Minaya, William Isaac (author)
• Formato: bachelorThesis
• Idioma: spa
• Publicado: 2017
• Subjects: Exoesqueleto; Discapacidad motora; Rehabilitación
• Acceso en liña: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/41574