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Diseño de un sistema de retroalimentación háptico palmo dactilar para prótesis de miembro superior modelo “PUCP-Hand”Romero Muñiz, Enzo Fernando 20 November 2024 (has links)
Los brazos protésicos son diseñados con la finalidad de restaurar funciones para
aquellos con amputación de miembro superior. En la actualidad, existen avances
significativos en brazos robóticos motorizados capaces de un amplio rango de
sujeciones.
Sin embargo, dichas prótesis operan con una lógica de control que no se encuentra
diseñada para retornar las sensaciones del tacto nuevamente; por lo tanto son
incapaces de comunicar los estímulos externos sobre la prótesis al usuario. Esta
ausencia de señales de retroalimentación impiden el uso eficiente de la prótesis. Así,
la falta de retorno sensorial constituye una de las principales razones por la que los
usuarios dejan de emplear su prótesis.
En este marco, la presente tesis propone el diseño de un sistema de retroalimentación
háptico de tipo palmo dactilar, orientado a captar las sensaciones vinculadas a la
propiocepción de los dedos, la fuerza ejercida durante la prensión y la percepción de
deslizamiento inminente de objetos, con el fin de redirigir estas señales de manera no
invasiva hacia la sección amputada del usuario. Este sistema busca mejorar el control
y destreza en el uso de la prótesis de mano, específicamente diseñado para integrarse
en el modelo de prótesis “PUCP-Hand”.
Este trabajo presenta en detalle el diseño del sistema mecatrónico propuesto,
compuesto por un subsistema de sensado en la prótesis y un subsistema de actuación
en el antebrazo del usuario. El subsistema de sensado registra el ángulo de flexión de
los dedos, la fuerza ejercida durante la prensión de objetos y su deslizamiento;
mientras que el subsistema de actuación comunica estas sensaciones de
propiocepción, prensión y deslizamiento inminente a través de tres vibraciones de
intensidad variable.
Con el fin de validar el diseño planteado, se realizaron simulaciones electrónicas del
funcionamiento general del sistema, así como una simulación por elementos finitos a
la estructura del subsistema de actuación.
Los resultados alcanzados permiten concluir que, mediante la aplicación de la
metodología de diseño mecatrónico, se ha diseñado un sistema de retroalimentación
háptico palmo dactilar para la prótesis de miembro superior modelo "PUCP-Hand".
Un diseño que permite transmitir las sensaciones de propiocepción en los dedos,
fuerza y deslizamiento de objetos al usuario. Un diseño con un costo de producción
de S/ 3,481.16 y un costo de diseño de S/ 21,840.00.
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