perfil proyecto exoesqueleto.docx

12
I. TITULO: “Diseño y análisis biomecatronico de un exoesqueleto para rehabilitación de personas con daños motores en las extremidades inferiores en Puno” II. INTRODUCCIÓN La tecnología de hoy en día se ha visto inmersa en casi todos los campos de trabajo, como el militar, la salud, el ocio, entre otros, siendo la medicina uno de los más beneficiados, debido a que estas tendencias impulsan el desarrollo de herramientas especializadas que facilitan el trabajo del médico y la recuperación de los pacientes. En la actualidad los seres humanos debido a los diferentes fenómenos asociados con el estrés, malos hábitos de alimentación y daños cerebrales traumáticos causan una discapacidad motora. Por lo tanto se propone diseñar y analizar una de las herramientas que buscan mejorar la calidad de vida de las personas como son los exoesqueletos. Un exoesqueleto es, básicamente, una estructura para ser usada sobre el cuerpo humano a manera de prenda de vestir, que sirve como apoyo y se usa para asistir los movimientos y/o aumentar las

Upload: li-macutela

Post on 03-Jan-2016

85 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

I. TITULO:

“Diseño y análisis biomecatronico de un exoesqueleto para rehabilitación de

personas con daños motores en las extremidades inferiores en Puno”

II. INTRODUCCIÓN

La tecnología de hoy en día se ha visto inmersa en casi todos los

campos de trabajo, como el militar, la salud, el ocio, entre otros, siendo la

medicina uno de los más beneficiados, debido a que estas tendencias

impulsan el desarrollo de herramientas especializadas que facilitan el trabajo

del médico y la recuperación de los pacientes.

En la actualidad los seres humanos debido a los diferentes fenómenos

asociados con el estrés, malos hábitos de alimentación y daños cerebrales

traumáticos causan una discapacidad motora.

Por lo tanto se propone diseñar y analizar una de las herramientas que

buscan mejorar la calidad de vida de las personas como son los

exoesqueletos. Un exoesqueleto es, básicamente, una estructura para ser

usada sobre el cuerpo humano a manera de prenda de vestir, que sirve como

apoyo y se usa para asistir los movimientos y/o aumentar las capacidades del

cuerpo humano para la rehabilitación de la marcha.

III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Cuánto mejoraría la calidad de vida de los seres humanos con problemas

motrices en las extremidades inferiores debido a los diferentes fenómenos

asociados con el estrés, malos hábitos de alimentación y daños cerebrales

traumáticos al utilizar exoesqueletos biomecatronicos.?

IV. HIPOTESIS

La utilización de un exoesqueleto biomecatronico mejora la calidad

de vida de personas con daños motores en las extremidades inferiores de los

habitantes de la ciudad de Puno

V. OBJETIVOS

V.1. OBJETI VO GENERAL

Analizar y diseñar un exoesqueleto enfocado en extremidades

inferiores con propósito de rehabilitación y dar calidad de vida a los

habitantes de Puno con problemas motrices.

V.2. OBJETIVOS ESPECÍFICO

Diseñar un sistema biomecatronico de un Exoesqueleto.

Hacer una elección de diseño general.

Hacer una propuesta de diseño del exoesqueleto de extremidades

inferiores

Hacer un análisis cinemático y dinámico.

Analizar el funcionamiento de un sistema motriz biomecatronico

Analizar el tipo de sensores y actuadores a utilizar para dicho diseño.

Modelar las piezas en CAD.

Hacer un control por medio de un software para el funcionamiento del

exoesqueleto.

VI. MARCO CONCEPTUAL

VI.1. CONCEPTOS

VI.1.1. EXOESQUELETO

Un exoesqueleto es un armazón ergonómico que permite al usuario

realizar actividades cotidianas donde usa parte de su energía metabólica

1

para generar movimientos, que por medio de un acoplamiento a sus

extremidades la fuerza se potencializa; entonces el usuario solo tiende a

utilizar un mínimo o nada de energía metabólica para moverse; es decir el

exoesqueleto tiende a responder con fuerza proporcional a la que se le

pide. Por lo tanto también se puede decir que un exoesqueleto es un

dispositivo que aumenya el desempeño humano, controlado por

dispositivos y maquinas que pueden incrementar velocidad, fuerza y

resistencia del operador.

Un exoesqueleto robótico autónomo tiene retroalimentación por

medio de sensores que miden la cinemática, dinámica del sistema, estas

señales a su vez son controladas por medio de una red de área local

haciendo diferentes tipos de análisis computacionales para pasar a la etapa

de control de actuadores, dando como resultado primordial el movimiento

armónico de todos los grados de libertad con que cuenta el exoesqueleto

para producir estabilidad, control y sostenimiento del usuario, en pocas

palabras para poder caminar

VII. DISEÑO DEL EXOESQUELETO ROBOTICO

Es necesario planear un desarrollo técnico, el cual, lo vamos a dividir en

tres parte que deben estar debidamente integradas:

Diseño mecánico.

Diseño del sistema de control.

Diseño electrónico(selección de sensores y actuadores)

2

VIII. METODOLOGIA

Para el desarrollo de la investigación se propone principalmente un enfoque

casi experimental debido que no contamos con todos los materiales, herramientas

e instrumentos para poder desarrollar una investigación experimental.

Para desarrollar nuestro exoesqueleto en un principio haremos el diseño y análisis

en un software de diseño CAD ya sea el Solid Works o el solid edge con una

programación en entorno c básicamente con el software C# el cual será el control

de nuestro exoesqueleto.

IX. COSTOS DEL PROYECTO

En los siguientes cuadros se muestra todas partes constitutivas del

exoesqueleto, desde las piezas para su construcción, el material eléctrico y

electrónico que permitirá el control, sin contar con el costo de la ingeniería en

función de las horas efectivas de trabajo que se invertirán en el desarrollo de este

proyecto.

3

4

X. IMPACTOS

X.1. IMPACTOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS

Formación y cualificación en tares investigativas con la bioingeniería.

5

Un modelo matemático de control óptimo para exoesqueletos que

puede ser aplicado en diferentes articulaciones de los seres humanos.

Se evidencia el aporte de la ingeniería al desarrollo humano de los

individuos.

X.2. IMPACTO SOBRE EL MEDIO AMBIENTE Y LA SOCIEDAD

Aporte en la calidad de vida de las personas que requieran

rehabilitación motora.

El control óptimo permite un uso moderado de la energía, lo cual es vital

para la conservación del ambiente y la puesta en marcha de los

mecanismos que transmiten la potencia al exoesqueleto.

XI. CRONOGRAMA

SEMANA

ACTIVIDADES

MAYO JUNIO JULIO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Arqueo de fuentes

Cronograma de actividades

Planteamiento de problema

Objetivos de la investigación

Justificación

Delimitación

Antecedentes

Bases teóricas

Bases legales

Tipo de investigación

Diseño de investigación

Referencias bibliográficas

Introducción

Entrega y presentación del

proyecto

XII. SUGERENCIAS Y CONCLUSIONES

6

XIII. BIBLIOGRAFIA

Aguado Jódar. Eficacia y Técnica Deportiva: Análisis del Movimiento Humano. Barcelona,

España: INDE Publicaciones. 305 pp.

(1993).

•Burden Richard – Faires J. Douglas – Analisis numerico –Ed. Thomson Learning –

Mexico 2002.

•Cangiani Arnaldo, Ing. – Mecánica del Sólido – Apuntes – UTN – FRLP.

•Craig John J. – Robótica, 3ª Edición – Ed. Pearson– México 2006.

•Hibbeler R.C. – Ingeniería Mecánica – Dinámica, 7ªEdición – Editorial Prentice - Hall

Hispanoamericana – Mexico 1996.

•Kapandji A. I. “Cuadernos de Fisiología Articular:Miembro inferior” 4ª Edición, Ed.

Masson, Barcelona 1997.

•Meriam J.L – Kraige L.G. – Dinámica, 3ª Edición – Ed. Reverte – Barcelona 1998.

•Ogata Katsuhiko – Ingeniería de Control Moderna, 3ª Edición – Editorial Prentice – Hall

Hispanoamericana. México 1998.

•Sears F. W. Fundamentos de Física, Mecánica, Calory Sonido, 8º edición. Ed. Aguilar,

Madrid.1991.

•Williams y Lissner “Biomecanica del cuerpo Humano”Le Veau Barney, Ed. Trillas, Mexico

D.F. 1991

XIV. ANEXOS

7

DISEÑO 3D DEL EXOESQUELETO PROPUESTO

8

Exoesqueleto Implementado

9