En el presente trabajo se propone una metodología para el diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, con la ayuda de un caso de estudio concreto. Las dimensiones de las ruedas hidráulicas dependen de dos parámetros fundamentales, que son el caudal y la altura de caída. El caso de estudio desarrollado corresponde a un caudal de 0.06 m3/s y una altura de caída de 2.5 m, siendo representativo en las zonas rurales donde se pretende aplicar la metodología. Para obtener dicha metodología se realizó un estudio previo de los procedimientos existentes para el dimensionamiento general de ruedas hidráulicas. A partir del procedimiento identificado se elaboró el modelo geométrico de la rueda hidráulica, al cual se le realizaron algunas simplificaciones para facilitar el posterior análisis computacional. Asimismo se definieron y calcularon las cargas que producen el movimiento de la rueda hidráulica, que son la carga de impacto y las cargas volumétricas, las cuales fueron comprobadas mediante un método aproximado. Una vez definida la geometría y las condiciones de contorno necesarias se procedió a realizar el análisis estático y dinámico de la rueda hidráulica objeto de estudio, mediante simulación numérica computacional. Los resultados obtenidos fueron comparados con resultados analíticos aproximados para verificar la validez de los mismos. Tomado como base el caso de estudio se propone la metodología para el dimensionamiento, cálculo y verificación del diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, el cual garantiza un factor de seguridad adecuado, superior a 3 en todos los componentes. Una particularidad de los diseños que se obtendrían al aplicar la metodología es que son desarmables, característica adecuada para las zonas de difícil acceso en el sector rural. Por último, utilizando la metodología propuesta se desarrolló una batería de casos que permitió ofrecer como producto final del trabajo un plano genérico con una tabla asociada, que permiten dimensionar fácilmente este tipo de ruedas hidráulicas. La tabla se puede emplear en una gama de caudales (0.06 m3/s – 0.015 m3/s) y caídas de agua (1.6 m - 2.5 m). / Tesis

El uso de agua para riego, desde el punto de vista de las organizaciones locales, es un tema muy poco abordado en el país, principalmente la bibliografía existente da cuenta de manera descriptiva sobre mecanismos de riego utilizados en diversas latitudes, y los problemas por disponibilidad de del recurso a nivel de cuenca, principalmente entre las empresas mineras y las comunidades locales. El presente estudio tiene que ver con un territorio donde coexisten disímiles organizaciones de regantes; cada una con alcance a diferentes niveles de gestión y administración, pero por sobretodo con diferente dominio sobre la propiedad de la tierra y del agua. Este punto último es determinante en la toma de decisiones en un cauce artificial como lo es el Canal Almahue, canal que históricamente ha modelado el estilo de vida y el paisaje agrario de los habitantes que lo circundan. En este sentido, se quiere hacer énfasis en la existencia de un método de riego protegido por la Ley 17.288, que es utilizado por una organización de pequeños propietarios localizados en la primera sección del canal, pero que, no forman parte de la administración mayor que lo sostiene. Por un lado se presentan las implicancias de esta ley para los que utilizan este mecanismo de riego día a día: Agrupación Ruedas/Azudas de Larmahue - Asociación Canalistas Pueblo de Larmahue, y por otro lado, las implicancias para los usuarios de las aguas de “mas abajo”: Asociación Canal Almahue. Indagar en el cómo se ha desarrollado históricamente el uso del agua en el canal Almahue, considerando el sello monumento histórico de las ruedas/azudas, e incorporar futuras técnicas de manejo y gestión integrada del recurso hídrico entre los 3 actores, es el objeto del presente estudio.

En este trabajo se presenta el diseño de una silla de ruedas, siguiendo la metodología de diseño VDI 2221, que permite posicionar verticalmente al usuario, con la finalidad que el usuario pueda relajar los músculos y ayudar a circular la sangre previniendo la formación de escaras. Además, ayuda al usuario a alcanzar otros objetos que escapan fueran de su radio desde la posición sentado. Esta silla de ruedas cuenta con un mecanismo capaz de levantar al usuario y colocarlo en una posición bípeda sin arriesgar su seguridad y comodidad. Cuenta con cinturones de seguridad, uno a la altura de la cintura, otro a la altura del pecho y otro a la altura de las rodillas, estos tres cinturones mantienen al usuario seguro en la posición bípeda. La elevación del usuario se realiza con un actuador de gas comprimido. En la posición sentada del usuario, este actuador se encuentra comprimido y la presión dentro del mismo es lo suficiente como elevar al usuario, y al momento de activar el mecanismo este actuador se descomprime y eleva al usuario disminuyendo la presión dentro del mismo. Para activar el conjunto del mecanismo, y por ende al actuador, se cuenta con unas palancas de mando que el usuario puede manejarlo de acuerdo a sus requerimientos. Este mecanismo de levante cuenta con un reposapiés que se regula de acuerdo al giro del asiento. Este reposa pies queda al ras del piso cuando el usuario está en posición bípeda ayudando a mantener el equilibrio del usuario. Por otro lado, el costo de esta silla de ruedas se estima en S/. 3,300, lo cuál es menor al monto previsto en los parámetros de diseño. Aun así, el diseño no está libre de ser sujeto de modificaciones que ayuden a mejorar la comodidad del usuario y la practicidad de la silla de ruedas.

En esta tesis se llega a implementar una silla de rueda motorizada, donde el usuario puede comandar el vehículo escogiendo entre dos modos de operación. El primer modo, a través del uso de un mando manual y el segundo, a través del uso de palabras de control ( señales de voz ). El contenido de este trabajo se divide en seis capítulos. En el primer capítulo se explica en forma genérica el funcionamiento de la silla de ruedas, y se describe cada una de sus partes. En el segundo capítulo se explica el funcionamiento del sistema de control de la silla y cómo este hace posible controlar la velocidad, la dirección y los modos de operación. En el tercero, se explica el sistema de reconocimiento de palabras, indicando los tipos de señales de control que genera y como estás se utilizan para poner en movimiento la silla. En el cuarto capítulo se muestran y explican las características del sistema de potencia de la silla de ruedas. En el quinto capítulo se explica porque se hace necesaria la adaptación mecánica de la silla. Finalmente, en el sexto capítulo se describen las pruebas y resultados obtenidos al hacer uso del prototipo desarrollado. / Tesis

En la actualidad se estima que 73 millones de discapacitados necesitan el uso de una silla de ruedas. Además, el 80% de ellos viven en países de bajos recursos, por lo cual les es más difícil conseguir una silla de ruedas eléctrica cuyo precio en el mercado es de $1000 en adelante, aproximadamente 12 veces el costo de una convencional. A pesar de su precio económico, las sillas de ruedas manuales poseen desventajas de eficiencia de impulso aprovechado para el movimiento y sobre exige los músculos del pecho y hombro para lograr el movimiento. Es por lo anterior que este trabajo tiene como objetivo el diseño de un acople mecatrónico para sillas de ruedas convencionales con el fin de automatizarlas. Además, contará con un mando adicional cuyo uso podrá ser alternado con el del joystick para tener una mayor libertad en las manos. De esta forma, el usuario podrá tener una silla de ruedas eléctrica a un costo menor lo cual es conveniente sobre todo en los sectores económicos B y C. El mando adicional mencionado será una banda que sujetará el celular del usuario la cual se pondrá a la altura del abdomen del usuario. El celular enviará la inclinación que posee respecto a los ejes x, y, z por Bluetooth al microcontrolador la cual se traducirá en instrucciones para el movimiento de la silla de ruedas. Al controlarse de esa forma, el usuario ejercitará la zona abdominal, actividad recomendada para rehabilitación.

En el presente trabajo se propone una metodología para el diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, con la ayuda de un caso de estudio concreto. Las dimensiones de las ruedas hidráulicas dependen de dos parámetros fundamentales, que son el caudal y la altura de caída. El caso de estudio desarrollado corresponde a un caudal de 0.06 m3/s y una altura de caída de 2.5 m, siendo representativo en las zonas rurales donde se pretende aplicar la metodología. Para obtener dicha metodología se realizó un estudio previo de los procedimientos existentes para el dimensionamiento general de ruedas hidráulicas. A partir del procedimiento identificado se elaboró el modelo geométrico de la rueda hidráulica, al cual se le realizaron algunas simplificaciones para facilitar el posterior análisis computacional. Asimismo se definieron y calcularon las cargas que producen el movimiento de la rueda hidráulica, que son la carga de impacto y las cargas volumétricas, las cuales fueron comprobadas mediante un método aproximado. Una vez definida la geometría y las condiciones de contorno necesarias se procedió a realizar el análisis estático y dinámico de la rueda hidráulica objeto de estudio, mediante simulación numérica computacional. Los resultados obtenidos fueron comparados con resultados analíticos aproximados para verificar la validez de los mismos. Tomado como base el caso de estudio se propone la metodología para el dimensionamiento, cálculo y verificación del diseño estructural de ruedas hidráulicas tipo Overshoot, el cual garantiza un factor de seguridad adecuado, superior a 3 en todos los componentes. Una particularidad de los diseños que se obtendrían al aplicar la metodología es que son desarmables, característica adecuada para las zonas de difícil acceso en el sector rural. Por último, utilizando la metodología propuesta se desarrolló una batería de casos que permitió ofrecer como producto final del trabajo un plano genérico con una tabla asociada, que permiten dimensionar fácilmente este tipo de ruedas hidráulicas. La tabla se puede emplear en una gama de caudales (0.06 m3/s – 0.015 m3/s) y caídas de agua (1.6 m - 2.5 m). / Tesis

Este trabajo de tesis consistió en el análisis cinemático en el diseño conceptual de un mecanismo de seis grados de libertad tipo clúster para el desarrollo de una silla de ruedas eléctrica con capacidad de ascenso en escaleras rectas. Se consideró el diseño de un nuevo concepto por las dificultades en ascenso y descenso de escaleras que mantienen aún las personas con discapacidad limitadas de forma permanente para caminar hoy en día. El diseño conceptual propuesto cumplió con las normativas de edificación para una escalera recta sin descansos y de escalones uniformes, y consideró como usuarios a personas adultas de hasta 80 kg con capacidad de controlar el vehículo de manera autónoma. El análisis cinemático se estudió según unas transiciones planificadas entre estados que mantienen su estabilidad y que van desde el inicio del cambio a la modalidad para ascender sobre una escalera de 5 escalones rectos, hasta el final del cambio a la modalidad de silla de ruedas una vez ya ascendido. Los resultados almacenados de su simulación por medio de una herramienta de software matemático (Matlab), y según entradas a velocidad constante, mostraron que al sistema le tomará un total aproximado de 4 minutos y medio realizar todo el proceso mencionado. Asimiso, las posiciones almacenadas, la propuesta de masas y centros de masa, y Matlab permitieron simular análisis estáticos para aproximar cargas en la estructura del vehículo. Seguidamente, se estimaron factores de seguridad de sus componentes a partir del análisis de resistencia de sus materiales con ayuda de un software de ingeniería asistido por compuratoda (SolidWorks Simulation). Luego, las selecciones de actuadores, sensores, elementos de interacción hombre-máquina relevantes, y fuentes de alimentación eléctrica se efectuaron para satisfacer con los requerimientos cinemáticos en cada transición. Por último, se estimó que la batería puede proveer aproximadamente 29 minutos de autonomía para tareas de ascenso, mientras que para desplazamiento en superficies planas la autonomía puede alcanzar las 5 horas. / Tesis

En el presente trabajo se muestra el diseño de una silla de ruedas mecatrónica multifuncional. Este trabajo se enfoca a niños entre 6 – 12 años que presenten el desorden llamado Distrofia Muscular de Duchenne (DMD), aunque podrá ser utilizada por otros niños que cumplan con los requerimientos de uso. Se realizó el diseño una silla de ruedas mecatrónica multifuncional la cual es controlada mediante un joystick y diversos códigos, ingresados mediante de un teclado y un joystick, que permiten elegir la funcionalidad deseada. Las características técnicas de la silla de ruedas son: Peso de la silla 30 kg, peso máximo del usuario 20 kg, dimensiones 866 x 746 x 1237 mm, velocidad máxima 5.4 km/h, distancia máxima 10 km, pendiente máxima 12°,controlador Arduino Mega 2560 y usará 2 baterías de 50Ah, Finalmente, se obtuvo un precio estimado de fabricación de $2110; si bien este precio no representa el costo final de comercialización, nos da una idea de la factibilidad su comercialización debido a que este precio está muy por debajo del valor mínimo de sillas de ruedas comerciales que ofrezcan funciones similares ($6900). / Tesis

El presente trabajo de investigación detalla el procedimiento realizado para desarrollar una propuesta de diseño conceptual de una silla de ruedas con posicionamiento bípedo para personas parapléjicas. Utilizando la metodología VDI 2221 de la Norma Alemana se realizó el proceso de investigación, planteamiento y selección necesaria para obtener el diseño conceptual. Se inició con el planteamiento de la problemática y dificultades que tienen las personas parapléjicas al realizar actividades comunes que no tendría una persona que puede pararse, seguido del estado del arte respectivo para recabar información de dispositivos e investigaciones previas relacionadas al desarrollo o diseño de sillas de ruedas bipedestadoras o similares que simulen el movimiento de una persona al levantarse y mantener dicha posición, así como de la biofísica del ser humano que deberá tomarse en cuenta para el desarrollo del dispositivo. Con la información recabada se detallaron los requerimientos del dispositivo como geometría, peso o dinámica, junto con la estructura de funciones para controlar, energizar o realizar movimientos mecánicos que deberá seguir el dispositivo. Con ello, se realizó la búsqueda de actuadores tal como el actuador lineal, sensores de voltaje para la batería y otros dispositivos necesarios para desarrollar las matrices morfológicas que distinguen cada propuesta de solución. Destacando el uso de un actuador lineal eléctrico que logrará soportar todo el peso durante el movimiento, el cual junto con un acelerómetro permitirán un mayor control y suavidad a la hora del movimiento del usuario durante el cambio de posición. Finalmente, se detalló cada una de las propuestas de solución, de las cuales se hizo una evaluación técnica y económica evaluando complejidad, facilidad de uso, ergonomía y costes para obtener una propuesta ganadora. Siendo esta propuesta mejorada y detallada en mayor profundidad en sus uniones, distribución de piezas y componentes para obtener el diseño conceptual que cumpla adecuadamente con los requerimientos y funcionamiento esperado del dispositivo.

En el presente trabajo de tesis desarrolla el diseño de una silla de ruedas con sistema de posicionamiento bípedo para personas parapléjicas. Haciendo uso de la metodología de la norma alemana VDI2221, se abarca principalmente el diseño de la silla con movimiento manual y el sistema de elevación mediante un actuador lineal, el cual es activado por el usuario a través de un mando de control diseñado. Primero se realiza una síntesis del trabajo de investigación previo a este, en el cual se menciona la problemática, el estado del arte y tecnologías previas, los requisitos del sistema a diseñar y la propuesta de solución conceptual tomada como base para comenzar con el desarrollo. Luego, se desarrollan las consideraciones preliminares geométricas, de velocidades y fuerzas, seguido del diseño mecánico de la silla y la selección del actuador a utilizar. En la sección electrónica y de control se describe la lógica que sigue el sistema durante su funcionamiento, luego se realiza la selección de los componentes electrónicos, el cálculo de potencia junto con la selección de la batería que energiza el sistema y el diseño de la caja electrónica, la caja que contiene el acelerómetro y el mando de control. Para finalizar el diseño se presenta la integración total de la silla, esto es realizado junto con la selección de las partes restantes como las ruedas o los frenos, también se menciona la nomenclatura y presentación de los planos. Finalmente, se presenta todo lo relacionado a los costos, se hace un cálculo de los costos de diseño, de este se obtiene S/17,200.00 para ello. Luego se realiza el cálculo de los costos de fabricación, el cual es dividido en costos de componentes electrónicos, pernería, materiales y procesos de manufactura, obteniendo de la suma un total de S/20,725.00 necesarios para la fabricación de la silla.