Generadocion de movimientos

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PROTOTIPO DE PROTESIS PARA MANO UTILIZANDO MUSCULOS DE ALAMBRE (NITNOL) PARA LA GENERACIÓN DE MOVIMIENTO

Andrea Aparicio G., Luis Alejandro Caicedo D., José E. Cuy C.
Universidad Santo Tomás de Aquino
Bogotá, Mayo de 2004

E-MAIL:
abgautomatiza@etb.net.co

Resumen: El proyecto consiste en capturar los biopotenciales que se encuentran en el antebrazo de la persona amputada a la alturade la muñeca, para ser amplificados, procesados y obtener una señal equivalente a la entregada por el cuerpo en la realización de apertura y cierre que sirve para accionar el modelo mecánico.


1. INTRODUCCIÓN

En el campo investigativo actual, se está buscando que la persona discapacitada recupere en lo posible el uso pleno de sus capacidades físicas, para desarrollar plenamente lasactividades cotidianas; debido a esto, ramas como la electromedicina, la bioingeniería, la biomedicina y la mecatrónica, entre otras, son disciplinas que al interactuar conjuntamente llevan a ese proceso de desarrollo científico.

Debido a lo anterior desde 1998 se ha venido trabajando en el transplante y adecuación de prótesis para personas amputadas.

Algunas universidades como la EscuelaColombiana de Ingeniería, la universidad de los Andes, la Universidad Distrital, la Universidad Javeriana en Bogotá, han adelantado estudios referentes a este tema y han trabajado varios prototipos de estas prótesis.

Teniendo en cuenta que el prototipo de prótesis que se quiere realizar va dirigida a personas a las cuales se les ha amputado su miembro superior (mano), se debe hacer un estudio previopara saber qué potenciales siguen activos y tomar las muestras, es decir, el cerebro conserva el engrama (mapa motor) para el movimiento de la misma (lo cual no ocurre cuando la persona nace sin este miembro superior) de tal forma que lo que se quiere aprovechar es este efecto y poder realizar una realimentación, ésta con el fin de conservar indefinidamente la conexión con el cerebro.

2.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El problema esencial es cómo compensar, en lo posible, la falta de la extremidad superior en personas que han sido amputadas de la extremidad a la altura de la muñeca y de esta forma, mejorar la calidad de vida de éste tipo de discapacitados.

3.OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL:

Diseñar y construir un prototipo de prótesis mioeléctrica para mano utilizando músculosde alambre (NITINOL) los cuales serán activados por los biopotenciales generados en el antebrazo del paciente, previamente filtrados y amplificados, además aprovechando la realimentación visual, para permitir con ello que se mantenga el engrama cerebral (memoria, mapa motor) de la parte motriz que se encarga de los movimientos de la mano.

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

* Diseñar el prototipocon función de pinza (agarre), para lograr apertura y cierre voluntario, a través del filtrado y amplificación de los biopotenciales tomados del antebrazo del paciente amputado.

* Aprehensión de objetos hasta de ½ lb de peso.

* Adecuar los músculos de alambre (NITINOL), para la generación del movimiento del prototipo.

* Utilización de pila portátil y recargable.

4. MARCO TEORICOPara la realización del prototipo es necesario hacer un estudio de los biopotenciales que se encuentran en los músculos del antebrazo, también del sistema a trabajar, en este caso, un DSP de la familia 2000 de la Texas Instruments, otro del comportamiento de la potencia consumida por el músculo de alambre (nitnol) y por último la adaptación del músculo de alambre al modelo mecánico.

4.1. SISTEMAMUSCULAR:

Los huesos y las articulaciones generan acción de palanca y constituyen las estructuras de sostén del cuerpo pero no mueven a este por sí solos. El movimiento es una función corporal indispensable que resulta de la contracción y la relajación de los músculos.

4.1.1. Características
El tejido muscular tiene cuatro características principales que son de suma importancia para la...
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