carta

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UNA PRÓTESIS ROBÓTICA DE MANO


Anteproyecto de Trabajo de Grado de Maestría en Automática



CESAR AUGUSTO QUINAYAS BURGOS



Director: Dr. Oscar Andrés Vivas Albán



Universidad del Cauca
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Departamento de Electrónica Instrumentación y Control
Grupo de Automática Industrial
Línea de Control yRobótica
Popayán, Marzo de 2009



TABLA DE CONTENIDO



1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3

2. ESTADO DEL ARTE 3

2.1 Prótesis cosméticas 3

2.2 Prótesis mecánicas 4

2.3 Prótesis mioeléctricas 4

2.4 Hipótesis de solución 7

3. OBJETIVOS 8

3.1 Objetivo general 8

3.2Objetivos específicos 8
4. ACTIVIDADES Y CRONOGRAMA 8

4.1 Actividades 8

4.2 Cronograma 9

5. RECURSOS, PRESUPUESTO Y FUENTE DE FINANCIACION 9

6. CONDICIONES DE ENTREGA 10

7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 10

8. ACTA DE PROPIEDAD INTELECTUAL 11














1. Planteamiento del Problema

El número de personasdiscapacitadas en Colombia por la perdida parcial o total de sus extremidades es considerable. Según el censo realizado por el Dane en el año 2005 [1], los discapacitados físicos en Colombia representan el 6.4% del total de la población. Así, cerca de 385.000 colombianos no pueden usar sus brazos y manos, y 760.000 más no tienen la posibilidad de caminar o desplazarse.

Siendo la mano humana unaestructura compleja que opera a partir de una combinación efectiva de mecanismos, sensores, actuadores y funciones de control que permite el agarre y manipulación objetos de diferentes tamaños y formas [2]. La pérdida de esta extremidad corporal por diferentes razones tales como enfermedades, accidentes laborales, o situaciones de violencia generan una discapacidad que priva de habilidades ypotencialidades a quien la padece, generando repercusiones psicológicas, económicas y sociales.

La amputación de mano es una lesión particularmente frecuente que puede ser rehabilitada remplazando este miembro faltante por un mecanismo artificial conocido como prótesis. Éstas se pueden clasificar en prótesis pasivas y prótesis activas. Las prótesis pasivas tienen un objetivo puramente estético y adiferencia de las activas no pueden ser controladas por el paciente. Las prótesis activas por el contrario permiten la movilidad de la mano artificial por parte de la persona discapacitada.

El propósito del presente trabajo de Maestría es el diseño mecánico de una mano, realizando un estudio previo del tipo de materiales, sensores, actuadores, número de junturas, peso, dimensiones y funcionalidades,para realizar la construcción de un primer prototipo de prótesis activa robótica, que sea funcional, de bajo costo y de fácil adaptabilidad.

2. ESTADO DEL ARTE

Existen una gran variedad de dispositivos protésicos para extremidad superior, y sus formas y funciones varían tanto como las necesidades de las personas que los usan. Algunas prótesis parecen muy reales; otras tienen una tecnologíatan avanzada que incluso parecen robots. Algunas prótesis no se mueven nada en absoluto; otras pueden ajustarse en posiciones específicas; y otras son mecánicas y están controladas por músculos, cables y resortes. Existen prótesis que se activan con señales eléctricas y que funcionan con baterías y motores. También se está incrementando el uso de prótesis que combinan dispositivos mecánicos,eléctricos y de aspecto anatómico.

2.1 Prótesis cosméticas

En la actualidad predominan las prótesis cosméticas convencionales fabricadas en serie y de varios tamaños estándar, normalmente de silicona o polivinilo clorado PVC. Las de silicona comparadas con las de PVC parecen más reales, son más resistentes a las manchas, de color más sólido, más flexibles, más resistentes a las temperaturas...