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

Diseñador Industrial / Para efectos de esta memoria, se ha definido el acto de la lectura como el contacto de la persona con mundos ajenos a la rutina diaria, sean reales o imaginarios, presentados en un soporte que puede ser un libro u otro formato. Es así, como se plantea la lectura como un “viaje literario”, en el cual el lector es capaz de transportarse a realidades distintas manteniendo su presencia física en un espacio determinado. Dado que el proyecto intenta rescatar la lectura epistolar como respuesta al avance tecnológico de los medios de comunicación. Su materialidad persigue rescatar un proceso productivo que con la aparición de nuevos materiales y tecnologías a sido desplazado por su costo y tiempo de trabajo. Sin embargo, más que un problema, se visualiza como una oportunidad para otorgar mayor valor a la madera nativa chilena y sus productos manufacturados. Así se pretende contribuir a la lectura relajada y placentera, a través del diseño de un soporte exclusivo para acoger el acto de la lectura, el descanso y el beber café, incorporando en un elemento las características que implica cada acción y la exaltación de la imagen de la persona dentro de su escenario. Siempre en torno a un enfoque hedonista que proporcione las herramientas necesarias para que el lector agudice sus sentidos y emprenda el viaje.

[EN] This PhD Thesis presents a research on trunk kinematics in seated posture, applied to defining a biomechanical model of the flexion-extension movement, and exploring the relationship between the trunk movement and the mechanisms of reclining work chairs. This research starts from a new way of characterizing human body movements. The proposed method uses a unified vector notation to analyze velocities as well as finite displacements. The main parameter was the instantaneous axis of rotation, which describes the geometric characteristics of movement, and may be used to interpret how body segments are joined. The analysis is based on explicit formulas, which allow a mathematical estimation of instrumental errors and controlling their size, which is critical in the calculation of the instantaneous axis. The trunk was modeled as a kinematic chain consisting of two rigid bodies (pelvis and thorax) that move relative to the seat. No restrictions were imposed on the movement beforehand, so that this free model let the movement describe itself. We conducted a series of experiments to validate the theory that supported the methodology, to quantify the errors that affected the measures, and to study the trunk movement in relation to a variety of office chairs. These experiments yielded a biomechanical model of trunk flexion in seated posture, that showed a rotation axis of the pelvis higher than former models, and a sequential rotation of lumbar vertebrae. We also studied experimentally the kinematics of reclining chairs mechanisms, and how they altered the movement of the thorax when subjects sat on them. The results of this research provide a new insight on human movement in general, and about seated posture in particular, and they also contribute to developing new ideas about the design of chairs and their relation to trunk mobility / [ES] En esta tesis doctoral se presenta el desarrollo de una investigación sobre la cinemática del tronco en la postura sedente, aplicada a la definición de un modelo biomecánico del movimiento de flexo-extensión, y al estudio de la relación entre el movimiento del tronco y los mecanismos de reclinación de las sillas de trabajo. Esta investigación parte de una nueva forma de caracterizar los movimientos del cuerpo humano. Se ha utilizado una notación vectorial unificada para estudiar las velocidades y los desplazamientos finitos. El principal elemento de estudio ha sido el eje instantáneo de rotación, que describe las características geométricas del movimiento y sirve para interpretar cómo se encuentran articulados los segmentos corporales. El procedimiento de análisis se basa en fórmulas explícitas, que permiten una estimación matemática de los errores instrumentales y controlar su magnitud, aspecto crítico a la hora de calcular los ejes instantáneos de rotación. El tronco se ha modelado como una cadena cinemática formada por dos cuerpos rígidos (pelvis y tórax) que se mueven respecto al asiento. No se ha impuesto ningún tipo de restricción previa al modelo, dejándole libertad para que el movimiento se describiese a sí mismo. Se ha llevado a cabo una serie de experimentos para validar la teoría que da base a la metodología, cuantificar los errores que afectaban a las medidas, y estudiar el movimiento del tronco en relación con una serie de sillas de oficina. Se ha definido un modelo biomecánico de la flexión del tronco en la postura sedente sin respaldo, que presenta un eje de rotación de la pelvis más elevado que el de modelos previos y una rotación secuencial de las vértebras lumbares. Además se ha estudiado experimentalmente la cinemática de los mecanismos de sillas reclinables y cómo se altera el movimiento del tórax al sentarse en ellas. Los resultados obtenidos aportan una nueva visión sobre el movimiento humano en general y el de la postura sedente en particular, y también contribuyen al desarrollo de nuevas ideas sobre el diseño de sillas y su relación con la movilidad del tronco. / [CA] En aquesta tesi doctoral es presenta el desenvolupament d’una investigació sobre la cinemàtica del tronc en la postura sedent, aplicada a la definició d’un model biomecànic del moviment de flexo-extensió, i a l’estudi de la relació entre el moviment del tronc i els mecanismes de reclinació de les cadires de treball. Aquesta investigació parteix d’una nova forma de caracteritzar els moviments del cos humà. S’ha utilitzat una notació vectorial unificada per a estudiar les velocitats i els desplaçaments finits. El principal element d’estudi ha estat l’eix instantani de rotació, que descriu les característiques geomètriques del moviment i serveix per a interpretar com es troben articulats els segments corporals. El procediment d’anàlisi es basa en fórmules explícites, que permeteixen una estimació matemàtica dels errors instrumentals i controlar la seva magnitud, aspecte crític a l’hora de calcular els eixos instantanis de rotació. El tronc s’ha modelat com una cadena cinemàtica formada per dos cossos rígids (pelvis i tòrax) que es mouen respecte al seient. No s’ha imposat cap tipus de restricció prèvia al model, deixant llibertat per a que el moviment es descriga a si mateix. S’ha dut a terme una sèrie d’experiments per a validar la teoria que dóna base a la metodologia, quantificar els errors que afectaven a les mesures, i estudiar el moviment del tronc en relació amb una sèrie de cadires d’oficina. S’ha definit un model biomecànic de la flexió del tronc en la postura sedent sense respatller, que presenta un eix de rotació de la pelvis més elevat que el considerat per models previs i una rotació seqüencial de les vèrtebres lumbars. A més s’ha estudiat experimentalment la cinemàtica dels mecanismes de cadires reclinables i com s’altera el moviment del tòrax al seure-hi. Els resultats obtinguts aporten una nueva visió sobre el moviment humà en general i el de la postura sedent en particular, i també contribueixen al desenvolupament de noves idees sobre el disseny de cadires i la seva relació amb la mobilitat del tronc. / A los Planes Nacionales de I+D coordinados entre la UPV y el IBV, Nuevos Modelos Biomecánicos Basados en Sistemas No Paramétricos (DPI2003-07883-C02-02), Generación de Criterios para el Desarrollo de Modelos Biomecánicos Articulares a partir de Datos Antropométricos Funcionales (DPI2006-14722-C02-02) y Modelado cinemático y dinámico del movimiento de los tejidos blandos (DPI2009-13830-C02-02). Son éstos los proyectos que han dado la oportunidad de llevar a cabo la investigación, y han facilitado el intercambio de conocimientos en análisis de mecanismos y en biomecánica, necesario para el éxito del trabajo. / De Rosario Martínez, H. (2010). Cinemática de la flexión del tronco en postura sedente. Aproximación basada en el eje instantáneo de rotación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/142775 / TESIS

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

La presente investigación tiene como objetivo principal proponer la aplicación de las herramientas de Lean Manufacturing en una empresa dedicada a la fabricación de sillas de madera para incrementar la productividad. Se comenzó realizando el diagnóstico de la empresa, para ello guiándose del diagrama de análisis de procesos se realizó una simulación en el programa de ProModel con el fin de conocer indicadores como producción actual de la empresa que es de 6 sillas al día, una eficiencia de 17.65% y la productividad de mano de obra que fue de 0.86 sillas por operario al día; para ello se requirió de los tiempos de producción, tiempos de traslado entre áreas, entre otros, los cuales no fueron lo suficiente para atender la demanda. Por lo tanto, se planteó incrementar la productividad aplicando las herramientas Lean Manufacturing específicamente la herramienta Kanban, que consistió incrementar la eficiencia, gestionar correctamente los tiempos y una mejora de las actividades que se realizan en la empresa. Los nuevos indicadores obtenidos fueron de 24 sillas/día, lo que evidencia una mejora destacable, una eficiencia del 39.06% y una productividad de mano de obra de 3.125 sillas por operario. Logrando obtener con la propuesta un beneficio/costo de 1.34.

El presente estudio de prefactibilidad determinará la viabilidad y rentabilidad del proyecto a través de la comercialización de sillas giratorias ergonómicas para adultos, jóvenes y niños en los NSE A y B del mercado de Lima Metropolitana. Se inicia el desarrollo del estudio con el análisis estratégico a fin de determinar su análisis macroentorno y microentorno del mercado de sillas giratorias. Además, la descripción de su misión, visión y objetivos específicos del proyecto. Por otro lado, se evaluará su análisis FODA y sus estrategias genéricas que permitan identificar las oportunidades y amenazas, así como las ventajas del producto. En el estudio de mercado, la segmentación demográfica, psicográfica y conductual del mercado de Lima Metropolitana, determinará la demanda y oferta proyectada comprendida en el estudio. En relación a ello, se calculará su demanda del proyecto para el horizonte de 5 años como resultado del porcentaje de participación del mercado. Por otra parte, se desarrollará la estrategia de comercialización mediante la aplicación de las 4p´s del marketing mix (Producto, Precio, Plaza y Promoción) En el estudio técnico, se ejecutará su ubicación óptima de la planta a través de la microlocalización y macrolocalización. Del mismo modo, se describirá su proceso productivo (DOP) y las maquinarias, equipos y operarios requeridos para la puesta en marcha los programas de producción. En base a ello, se especificará la infraestructura de trabajo para las áreas productivas, administrativas y almacén, así como las zonas de seguridad en caso de sismos e incendios. Luego de ello, se determinará la distribución y los dimensionamientos de la planta para un mínimo recorrido y mayor requerimiento de espacios respectivamente. Por último, la evaluación de su impacto social y ambiental como efecto del proceso productivo y la aplicación de indicadores de control operacional. En el estudio legal y organizacional se describirá las normativas y funcionalidad respaldadas por la empresa respectivamente. En primer lugar, se identificará las leyes, decretos municipales y arbitrios municipales que afectan de manera interna y externa a la empresa. En segundo lugar, analizar la estructura organizacional de la empresa comprendida en su organigrama y el requerimiento del personal administrativo dentro de la planta. En el estudio económico y financiero, se construirán las inversiones y presupuestos a fin de la elaboración de los estados de resultados, flujos de caja económico y financiero. Como resultado de ello, se analízará su rentabilidad mediante los indicadores VAN y TIR. Por último, su sensibilidad ante los cambios del precio, materia prima y demanda en cada escenario (Optimista, Moderado y Pesimista).

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 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.