En el presente trabajo de investigación se realizó el diseño conceptual de una silla de ruedas teleoperada para niños con discapacidad física motriz entre los 6 y 12 años. El diseño planteado de la silla de ruedas teleoperada posee dos modalidades, conducción manual y remota por medio de un dispositivo móvil. Además, el paciente tiene la posibilidad de realizar sus necesidades higiénicas con mayor facilidad y comodidad desde la propia silla de ruedas, ubicando la silla sobre el inodoro. Primero, se realizó un marco teórico donde se identificó la situación actual de los niños con discapacidad física motriz y las diversas enfermedades que afrontan. Posteriormente, se realizó un análisis del estado del arte para comparar las tecnologías existentes, y en base a estas y a los requisitos de usuario, se identificaron los requisitos de diseño. Con esta información se definió las principales funciones y subfunciones del sistema, así como los componentes requeridos para su correcto funcionamiento por medio de una solución óptima a la problemática. Por último, para explicar el funcionamiento del sistema mecatrónico diseñado se presentó los diagramas de arquitectura mecatrónica y dominio eléctrico electrónico en base a la solución óptima seleccionada, así como un primer bosquejo técnico del sistema físico y, un diagrama de operaciones general que describe la lógica y secuencia del sistema diseñado.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo diseñar conceptualmente una prótesis de codo con activación híbrida para personas con un nivel de amputación del brazo por encima del codo, lo cual consiste en integrar los métodos de actuación eléctrica y accionamiento por los movimientos del cuerpo. Ello se realiza con el fin de aprovechar y fusionar sus ventajas para lograr un precedente en el campo de investigación de las prótesis transhumerales híbridas, el cual no ha sido investigado debidamente en comparación con el aumento de casos de amputaciones transhumerales. Este trabajo realizará un estudio al estado del arte de distintas prótesis transhumerales, las cuales se usarán de referencia al momento de generar conceptos de solución. Estas soluciones cumplirán con los requerimientos y estructura de funciones planteados previamente. Además, las soluciones serán evaluadas de manera económica y técnica a fin de llegar a una solución óptima. Para terminar, se llega a un diseño conceptual óptimo que logra la sinergia de ambos modos de actuación y permite un control moderado de los movimientos de flexoextensión del codo protésico. En conclusión, se realiza un diseño conceptual de la prótesis de la articulación del codo que realiza los movimientos de flexoextensión fusionando los métodos de actuación descritos y que funciona como apoyo de los miembros remanentes. Asimismo, se logra integrar el control mioeléctrico que permite corregir los movimientos accionados por el cuerpo, con la ventaja de no usar constantemente los actuadores y con ello se reduce el peso de los actuadores y la batería respecto a una prótesis puramente mioeléctrica.

En esta tesis se realiza el diseño de un sistema de orientación de una antena reflectora satelital que tiene un movimiento giratorio de dos grados de libertad. Para realizar el diseño se aplican conocimientos que combinan la ingeniería electrónica, mecánica e informática. El diseño mecánico se basa en diversos tipos de antenas satelitales ya existentes de los cuales se modifica la montura o mecanismo de orientación de acimut y elevación. Para el movimiento de acimut se usa un motor acoplado a una base giratoria con rodamiento axial y para la elevación se usa un mecanismo conocido como gusano engranaje con un eje y 2 rodamientos radiales. El control de los movimientos de la antena se diseñó a partir de un circuito electrónico basado en el módulo Arduino como controlador PID. Además, el circuito está compuesto por un DAC que usa un arreglo R-2R y controladores de velocidad (ESC) para el control de los motores que realizan el movimiento, un giroscopio que sensa la posición angular de los ejes de orientación y una etapa de potencia para la alimentación de todos los componentes activos, sensores y actuadores. En la parte informática se diseñó un programa en VISUAL BASIC que actúa como interfaz de usuario y permite ingresar los ángulos deseados (setpoints) y conocer los ángulos alcanzados por los motores (valores finales). Además, el programa almacena datos de las posiciones orbitales de los satélites geoestacionarios y esta información es usada para orientar la antena rápidamente hacia el satélite deseado. Todas las partes descritas se combinan en un sólo sistema mecatrónico integrado que permitirá el control de la orientación de la antena parabólica satelital en acimut y elevación con el fin que el dipolo de la antena este alineado con el satélite geoestacionario indicado. En una eventual implementación del sistema, es deseable que corrija el alineamiento automáticamente en caso de desapuntamiento.

Debido a la gran cantidad de máquinas vending que ofrecen productos altos en azúcares y grasas saturadas, cada vez más personas tienen a su alcance estos productos de manera rápida y sencilla, lo que puede traer como consecuencia un estilo de vida poco saludable. Por ello, en el presente trabajo de investigación, luego de estudiar el estado del arte, los requerimientos, las funciones del sistema y los distintos tipos de frutas y jugos a ofrecer, se propone una solución conceptual de una máquina vending ecológica de ensaladas y jugos de frutas personalizados. Para el desarrollo del trabajo se utilizó la recomendación VDI 2206, la cual es una metodología para sistemas que involucran aspectos mecánicos, electrónicos y flujos de información. Basado en ello, primero se realizó la búsqueda de tecnologías, patentes y productos relacionados a las máquinas vending en la actualidad. Luego, se determinaron datos acerca de ensaladas y jugos de frutas a través de encuestas y experimentos. Con la información obtenida, se establecieron los requerimientos que debe cumplir la máquina vending. Para el estudio del sistema en sí, se descompone la máquina vending en 3 subsistemas: mecánico y de actuadores, electrónica de potencia, y control de procesos y de la interfaz, y se presentan las funciones parciales de cada uno de ellos, que en conjunto nos dan la función principal de la máquina. Una vez definidas las funciones parciales, se presenta la matriz de soluciones de estas y con ello se elaboran los conceptos de solución para cada subsistema. Finalmente, se llega al concepto de solución integrado de la máquina y se presenta la secuencia de operaciones del operario de mantenimiento y del usuario. La solución conceptual propuesta cumple con los requerimientos del sistema establecidos al inicio de la investigación. Por ello, esta solución puede servir como base para el diseño de una máquina vending de ensaladas y jugos de frutas.

La musicografía Braille es un sistema que utilizan las personas invidentes para aprender música, equivalente a las partituras en tinta para las personas con visión completa. En Perú, obtener una partitura en Braille es un proceso complicado, debido a que se requieren de softwares de pago, una computadora, un escáner y una impresora compatible costosa. Además, no existe un sistema que integre todos los pasos de obtención de partituras Braille. Por ello, se establece como objetivo principal de este trabajo de investigación el diseño conceptual de un sistema mecatrónico de escaneado e impresión para partituras Braille de piano. La metodología empleada en el presente documento establece definir la problemática e investigar el estado de la tecnología respecto a la obtención de partituras Braille. Luego, definir una lista de requerimientos del sistema, abstraer el proceso en funciones, vincularlas y crear conceptos de solución. Con estos, se elige un ganador y se lo mejora. El concepto de solución óptimo final que se obtuvo se divide en los subsistemas de energía, de procesamiento y control, de actuadores y de sensores. Además, la parte mecánica se puede dividir en selección, transporte, impresión y dispensado de la hoja. El diseño conceptual obtenido cuenta con un sistema de rodillos que permite el movimiento de papel en el proceso, y con sensores en cada etapa. También, utiliza un cabezal de punzonado que permite imprimir varios puntos de una celda Braille a la vez. Además, el microprocesador permite controlar el proceso, así como digitalizar y traducir la partitura escaneada. De esta manera, se cumple el objetivo inicial de plantear conceptualmente una solución para brindar mayor accesibilidad en la obtención de partituras a las personas con discapacidad visual.

La contaminación ambiental es un problema que nos acompaña por mucho tiempo, al cual lamentablemente no le estamos dando la importancia necesaria. Tenemos solo un planeta y tenemos que cuidarlo. La emisión de gases producto de la combustión está impactando gravemente en la capa de ozono causando muchos cambios climáticos a lo largo de todo el mundo. ¿Quién hubiese pensado hace 10 años que en el invierno del 2022 en Lima la población tenga que abrigarse más para combatir el frio? Dado que se necesita promover con una mayor intensidad y alcance la necesidad del cuidado de la capa de ozono, es importante buscar un espacio que mueva grandes cantidades de personas y pueda impactar sobre toda una industria. Las competencias de autos son un buen candidato, los avances tecnológicos planteados dentro de la industria automotriz provienen muchas veces del desarrollo elaborado para estas carreras. Tomando en consideración lo planteado anteriormente, la presente tesis desarrolla el diseño de un kart eléctrico destinado a un ambiente competitivo profesional, el cual posea las características establecidas por la entidad que vela por el buen uso de los karts. El presente documento plantea inicialmente la investigación previa realizada para el desarrollo de ingeniería del vehículo, y un diseño conceptual obtenido por la metodología VDI 2206. Finalmente, se presenta el diseño del kart con un chasis base que trata de incluir la mayor cantidad de baterías posibles (2 bancos de 140 celdas cada uno) para lograr una autonomía de 32 km a 100 km/h (17 km de autonomía por cada motor) y con la posibilidad de hacerle frente a una fuerza de colisión de 155 kN (equivalente a 60 km/h); el vehículo propone una nueva interacción con el piloto a partir de las variaciones significativas del ángulo del pedal de aceleración para desencadenar la potencia pico del motor (100 kW) por un máximo de 10 segundos o cuando este llegue a su temperatura máxima de trabajo.