El presente trabajo de investigación presenta el diseño mecánico de un simulador de marcha normal, conformado por un par de mecanismos paralelos de 6 grados de libertad, que trabajan en forma dual. Cada mecanismo está basado en la configuración de una plataforma Stewart-Gough. El diseño incluye todos sus componentes mecánicos, no se incluye en el presente trabajo ni el sistema hidráulico ni el sistema de control. Para el diseño del mecanismo paralelo se utilizó la metodología de tres etapas utilizada por B. Zhang, [Zhang, 2005] y recomendaciones de J. Merlet, [Merlet, 1999]. En una etapa inicial se contempló la investigación de los parámetros de la marcha normal de una persona entre 18 y 45 años, posiciones, velocidades, alcance, movimientos y patologías. Luego se procedió con el desarrollo de la geometría óptima para las dimensiones de las plataformas, para ello se analizó la cinemática inversa del mecanismo y el espacio de trabajo del mismo, siguiendo un proceso iterativo (MATLAB). A continuación se validó los resultados de la geometría óptima con la selección de componentes y diseño mecánico, cálculos de resistencia y análisis en CAD (SOLIDWORK, AUTOCAD). Por último, se elaboraron los planos de fabricación, ensamble y despiece, así mismo se evaluaron los costos directos e indirectos del desarrollo, fabricación e implementación del sistema mecánico. El resultado del presente trabajo es el diseño mecánico de dos plataformas con 6 GDL, cuya plataforma móvil puede tener un alcance máximo de ± 400 mm en los ejes X e Y, con una orientación máxima de ± 30°, y máxima carga en cualquier posición y orientación de 700 N perpendicular a la plataforma. Es necesario señalar que tanto el alcance y orientación están vinculados, por lo que los valores antes mencionados de alcance y orientación dependen de la posición y rotación de la plataforma en los demás ejes. El costo estimado que incluye costos directos e indirectos de ambas plataformas es de S/. 99,796.00, que incluye costos de diseño, fabricación y ensamble.

El siguiente trabajo describe el diseño de un dispositivo de ayuda para personas en condición de discapacidad visual, específicamente en lo relativo al desplazamiento, para así brindarles mayor seguridad. Se logró diseñar un dispositivo sencillo que permite la detección de obstáculos, el cual puede ser aplicado a apoyar a personas en condición de discapacidad visual a movilizarse de una manera más segura, llegando a detectar objetos hasta a una distancia de 2.50 metros e identificar una posición aproximada del objeto detectado. En el primer capítulo se estudiará la realidad de una persona en condición de discapacidad visual tanto nacional como mundialmente, se mostrarán los medios con que la persona en condición de discapacidad visual cuenta comúnmente; lo cual nos dará la justificación para el desarrollo de este trabajo, así como plantear los objetivos a lograr. A continuación, se abordarán aquellas tecnologías desarrolladas, tanto en laboratorio como comerciales, que son dirigidas a las personas en condición de discapacidad visual, específicamente aquellas tecnologías relativas al desplazamiento de la persona. Asimismo se estudiarán aquellos temas que nos serán útiles en el desarrollo del diseño, el cual será explicado más ampliamente en el modelo teórico. Luego, se plantearán los requerimientos del equipo que deberán cumplirse para lograr alcanzar los objetivos anteriormente planteados. Se presentarán los equipos seleccionados, así como el principio de funcionamiento del diseño propuesto. Finalmente, se mostraran los resultados a las pruebas realizas para estudiar los límites de los equipos seleccionados, así como pruebas del funcionamiento correcto del equipo diseñado y las conclusiones a las que se ha llegado.

El presente trabajo consistió en el diseño del sistema mecánico de un rehabilitador de marcha orientado a la recuperación de la locomoción de niños entre cuatro a doce años de edad, quienes ostentan una mayor capacidad de recuperación motriz al estar en una etapa de desarrollo físico y mental. Esta tesis contempló el diseño mecánico de un mecanismo paralelo tipo hexápodo de notación 6RSS (de seis grados de libertad y de articulaciones R-rotacional, S-esférica y S-esférica), la selección de los componentes, la elaboración de los planos correspondientes y la estimación de los costos de fabricación y adquisición del sistema mecánico del simulador. Para tal fin, se estableció como base de análisis las proyecciones de las fuerzas en los eslabones respecto al plano sagital, donde a través del análisis del equilibrio dinámico de la plataforma se calcularon las fuerzas y torques en los elementos que conforman el rehabilitador. En vista de que, las fuerzas y torques estuvieron en función de las dimensiones de las cadenas cinemáticos del mecanismo, se procedió a determinar dichas medidas mediante iteraciones a través de programas desarrollados con el software Mathcad Prime 1®. Este proceso iterativo se realizó al considerar como parámetros cinemáticos la posición del talón y del dedo pulgar, así como la velocidad y aceleración del pie durante la marcha. Este arreglo de datos fue obtenido de bibliografía especializada, la cual fue almacenada por frames durante el ciclo de la marcha. Por ello, se empleó un factor de conversión de parámetros cinemáticos igual a 0.19, el cual relacionó la velocidad promedio de un adulto, proveniente de los frames, y la velocidad promedio de un niño. Con los resultados del cálculo, se aplicaron las teorías de resistencia de materiales y elementos de máquinas para seleccionar y/o diseñar los componentes. El movimiento rotacional es proporcionado por motores a pasos de gran torque (48 VDC, 6.3 A/fase, 9.1 Nm) los cuales accionan los mecanismos biela manivela de las cadenas cinemáticas. Asimismo, se diseñaron articulaciones esféricas con un ángulo máximo de variación de 59° que permiten abarcar la longitud de paso del rehabilitador. Este equipo fue diseñado para ser utilizado por un niño de un peso máximo de 42 kg. y estatura máxima de 1.50 m. El costo total del rehabilitador ascendió a $ 20500, el cual incluyó los costos de material, ensamble y diseño.

En la medicina de rehabilitación, los mecanismos paralelos del tipo plataforma de Stewart-Gough están siendo usados para la rehabilitación de tobillo de pacientes con discapacidad. El movimiento de la plataforma debe simular o seguir, de manera precisa, a los movimientos de un tobillo al querer caminar o ponerse de pie. Por lo tanto, como parte de un proyecto que tiene como finalidad recrear la trayectoria recorrida por el conjunto tobillo-pie durante la marcha, este trabajo de tesis se enfoca en el diseño e implementación del sistema de control de la cinemática de una plataforma Stewart-Gough. Para lograr posicionar de manera exacta y precisa la plataforma en una posición y orientación dada, primero, fue necesario hallar un modelo aproximando de los actuadores de la plataforma. Con los modelos hallados se simuló el comportamiento de los actuadores, y al comparar los resultados de estas simulaciones con los datos reales se obtuvieron errores menores al 1%. El control diseñado para cada actuador se basa en una topología de lazo con retroalimentación negativa, cuyo algoritmo de control es un PID (proporcional – integral - derivativo). Sin embargo, dado que los modelos obtenidos no eran lineales, no era posible usar técnicas de sintonización para algoritmos PID convencionales. Por lo cual fue necesario derivar una ecuación que relaciona los parámetros del algoritmo con el tiempo de establecimiento deseado y el modelo de los actuadores. Finalmente, con el sistema de control implementado el microprocesador XS1-L1, de procesamiento multi-hilo, se logró obtener errores dentro del rango de movimiento de un tobillo (3% en una marcha normal, y tiempos de establecimiento para cada actuador con error ± 0.5 segundos con respecto al tiempo deseado.

A nivel mundial existe aproximadamente 285 millones de personas (4% del total mundial) con discapacidad visual(Organización Mundial de la Salud, 2011) de las cuales el 90% se concentra en los países con ingresos bajos. En el caso del Perú se sabe que más de un millón de personas tienen algún tipo de discapacidad, de las cuales el 2.65% de la población en mención tiene al menos discapacidad visual (INEI, 2014). A pesar de que el Perú cuenta con la ley N°29973 que vela por los derechos de las personas con discapacidad y la norma técnica de edificaciones A.120 “Accesibilidad para Personas con Discapacidad y de las Personas Adultas Mayores” no se observa una verdadera inclusión de este grupo de personas en el entorno urbano. Por tal motivo, esta investigación busca conocer las necesidades de las personas con discapacidad visual concernientes a su movilidad, autonomía y seguridad en los espacios públicos de la ciudad de Lima. Adicionalmente conocer su opinión acerca de los pisos podo-táctiles y semáforos sonoros. La metodología empleada fue del tipo cualitativo-fenomenológico cuya verificación se sustentó con la triangulación de información realizada entre la revisión de literatura, entrevistas a profundidad y entrevistas itinerarias. Los resultados del estudio reflejan que la ciudad de Lima aun no es accesible para las personas con discapacidad visual. Debido a la falta de demarcación de sus intersecciones, variedad de elementos táctiles que perjudican la identificación de los pavimentos podo-táctiles y la variación en la ubicación de elementos como postes, basureros y faros de luz dentro de las sendas peatonales. Por otro lado, la utilidad de los pisos podo-táctiles no son de gran ayuda para las personas con discapacidad visual debido a la falta de información referente al uso de estos y no ejecutar una consulta previa antes de su instalación. Respecto a los semáforos sonoros, si son de ayuda para identificar las intersecciones, pero no generan la suficiente confianza para cruzar las calles o avenidas.

El presente proyecto de tesis evalúa la viabilidad social, cultural, técnica, económica y financiera de un negocio propuesto para la industria fitness, el cual será denominado “Gimnasio Especializado”. En el primer capítulo, se realiza un análisis a nivel macro y micro del entorno cultural, económico y tecnológico, al tomar en cuenta el panorama actual en nuestro país. Este tiene como resultado una estrategia principal, en la que se basará este estudio. El segundo capítulo, se basa en el conocimiento del mercado, su entorno y el perfil del potencial consumidor. Asimismo, se obtiene la demanda del proyecto. En ese sentido, se logran resaltar los factores que influirán en el éxito o fracaso de la empresa. Estos serán tomados en cuenta al momento de elaborar el plan de comercialización. En el tercer capítulo, se realiza el estudio técnico para encontrar la mejor ubicación, tamaño y distribución del negocio. Asimismo, se definen los procesos y se realiza la respectiva evaluación ambiental para poder conocer su impacto en el entorno. En el cuarto capítulo, se detallan las normas legales que afectan a la empresa, el tipo de sociedad y los trámites legales para la constitución de la misma. Adicionalmente, se menciona la documentación relevante y necesaria para su inauguración, como también se definen las estructuras de pagos y beneficios. En el quinto capítulo, se realiza el estudio de la organización, el cual detalla la estructura jerárquica y el rol de cada participante. De igual manera, se definen los servicios a tercerizar y las remuneraciones que se les brindarán al personal. En el sexto capítulo, se obtiene la inversión total por un monto de S/. 421,489 y el monto de financiamiento S/. 246,489. Se calculan el COK y el WACC que resultan ser 22.12 % y 17.37 % respectivamente. Se desarrollan los estados financieros para un plazo de 10 años. Finalmente, se muestran los ratios financieros y se analiza la sensibilidad del proyecto con tres escenarios.

El objetivo de este trabajo es la obtención del modelo dinámico inverso de un simulador de marcha humana basado en la plataforma Stewart-Gough. Para conseguir tal objetivo, se optó por utilizar un planteamiento existente, el cual ha sido analizado y desarrollado con el fin de que el lector pueda entender paso a paso cómo se obtiene la ecuación final de la dinámica inversa. El presente trabajo es uno de los elementos principales para la implementación de la estrategia de control, cuya finalidad es simular con precisión una trayectoria dada. El modelo dinámico es de tipo inverso puesto que se obtienen las fuerzas a partir del conocimiento del movimiento del sistema. Tal modelo se obtuvo mediante la combinación entre los métodos Newton-Euler y la formulación de Lagrange, los que a su vez fueron aplicados sistemáticamente para constituir una forma compacta y cerrada de ecuaciones dinámicas, con la finalidad de desarrollar las ecuaciones de movimiento. La dinámica de tipo directa es también necesaria para plantear la estrategia de control, pero en el presente trabajo tal análisis no ha sido abordado. Considerando las ventajas que ofrece el método Newton-Euler y la formulación de Lagrange se pudo obtener una forma compacta y cerrada de ecuaciones dinámicas en un determinado espacio de trabajo a través de la combinación de ambos métodos de modelación, con la finalidad de obtener el modelo dinámico del sistema. Tal planteamiento ha sido propuesto por Guo y Li, quienes analizan la cinemática y dinámica inversa de un manipulador paralelo de seis grados de libertad, como el que se ha diseñado en la PUCP. En este sentido, la deducción del modelo dinámico se dividió en dos partes, el movimiento de los seis actuadores unidos a la base fija y el de la plataforma móvil. Las fuerzas restrictivas en la unión superior de cada actuador fueron obtenidas a través de la formulación de Lagrange. La concepción de la dinámica de la plataforma fue obtenida mediante el método Newton-Euler, incorporando fuerzas restrictivas en la forma compacta. Los efectos de la fricción no fueron evaluados, lo cual permite que el modelo dinámico planteado sea mejorado. Finalmente, el modelo dinámico fue implementado y simulado en computadora utilizando el software Mathcad, con la finalidad corroborar y validar el procedimiento analítico realizado para la obtención de la ecuación dinámica inversa de la plataforma Stewart-Gough.

La importancia del estudio de la estabilidad y de la marcha o caminar de una persona ha originado que se desarrollen diversas tecnologías para su análisis y evaluación clínica. Con el paso del tiempo, las técnicas y dispositivos empleados han ido mejorando a tal punto que hoy en día existen empresas y laboratorios que se dedican únicamente a su diseño y fabricación. Tanto la marcha como estabilidad presentan parámetros que permiten a los médicos especialistas conocer si un paciente presenta alteraciones en el sistema nervioso, alguna patología o identificar otros posibles factores. Con el empleo de herramientas existentes, estas alteraciones podrían ser detectadas de manera más rápida y adecuada; con ello, si es necesario, iniciar un tratamiento al paciente y realizar un control sobre cómo es que va evolucionando hasta que logre su recuperación; o en todo caso verificar si el tratamiento que sigue es el adecuado. Estas tecnologías han sido desarrolladas desde hace muchos años; sin embargo, en nuestro país son escasas las instituciones que cuentan con algunos de estos sistemas debido a los elevados costos que presentan. Por lo descrito anteriormente, el objetivo principal de la presente tesis es el diseño de una plataforma dinamométrica de bajo costo, la cual permitirá calcular la fuerza que ejerce una persona sobre la plataforma y así se obtenga información sobre algunos parámetros asociados a la marcha y estabilidad de una persona. La plataforma emplea galgas extensiométricas como sensores, los cuales requieren una etapa de acondicionamiento para que puedan ser procesados y luego se realicen los cálculos necesarios. Se muestran también los diseños planteados como solución; así como las pruebas que se realizaron con la plataforma para verificar su correcto funcionamiento.

El propósito del presente trabajo es sistematizar y analizar una experiencia pedagógica inclusiva, desarrollada desde la perspectiva de la comunicación y la participación, en términos de la inserción del arte y el rap, un proyecto de educación escolar denominado: Arte EnSeñas. Un proyecto impulsado por comunicadores de la PUCP que nace en el 2014 como una alternativa de educación artístico-musical inclusiva, desarrollando y potenciando nuevas habilidades y capacidades en escolares con y sin discapacidad del colegio Emiliano Pisculich Ramirez de Magdalena del Mar; colegio que alberga a jóvenes con problemas de aprendizaje, asperger y discapacidad auditiva. El motor de este proyecto se dio a través de la construcción de aprendizajes mutuos, una comunicación horizontal, el juego y la experimentación desde una simple o elaborada creación individual y/o colectiva, trabajando con cada alumno por separado y en grupos guiados por los facilitadores y artistas integrantes del equipo interdisciplinario del proyecto Arte EnSeñas (estudiantes universitarios de arte y de comunicaciones y jóvenes raperos), quienes acompañaron durante todo el proceso educativo a los alumnos, colaborando entre sí a través de la lengua de señas, el arte y la música, celebrando y compartiendo sus logros en cada jornada de trabajo. Así, a través de talleres de arte y rap se buscó promover la creatividad de los alumnos, fortaleciendo su identidad, confianza y autoestima; con el fin de que desarrollen su propia propuesta u oferta cultural. De esta manera, se fomentó el desarrollo de capacidades y habilidades sociales y comunicacionales, buscando que se expresen de múltiples formas, mejorando sus relaciones interpersonales (humanas) y su calidad de vida, logrando una verdadera inclusión social y educativa en un mundo de oyentes.

La presente tesis consiste en el diseño mecánico de un prototipo de prótesis mioeléctrica dirigida a pacientes que sufrieron amputaciones por debajo del codo (transradial). Se presenta el análisis de un mecanismo de un grado de libertad que simula el movimiento de los dedos índice y pulgar de una mano humana con el propósito de realizar la sujeción de objetos de 0,5 kg de masa, considerando el tamaño y peso de la mano de una persona adulta promedio. El movimiento de los dedos está restringido por la relación de posición angular entre falanges, para ello se utiliza el mecanismo de doble manivela aplicado en la articulación de cada falange. Además, se realiza el análisis a través de las ecuaciones de Freudenstein para determinar las dimensiones y verificar cada elemento a través del cálculo por resistencia de materiales. Finalmente, para el accionamiento de los dedos se emplea un actuador neumático que garantiza un control proporcional de la fuerza a emplear.