Desarrollo de un sistema grúa de techo para facilitar el traslado en el hogar de pacientes con distrofia muscular de Duchenne
El proyecto tiene como finalidad diseñar y construir un sistema grúa de techo para facilitar el desplazamiento en el interior del hogar de pacientes discapacitados con distrofia muscular de Duchenne (DMD) que tengan un peso entre 20 y 150 kg, para de esta manera contribuir al mejoramiento en su cali...
- Autores:
-
Navas Argüello, Edison David
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/12714
- Palabra clave:
- Mechatronic
Roof crane
Displacement
Disabled patients
People with disabilities
Neuromuscular diseases
Patients
Mecatrónica
Personas con discapacidades
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Grúa de techo
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El proyecto tiene como finalidad diseñar y construir un sistema grúa de techo para facilitar el desplazamiento en el interior del hogar de pacientes discapacitados con distrofia muscular de Duchenne (DMD) que tengan un peso entre 20 y 150 kg, para de esta manera contribuir al mejoramiento en su calidad de vida. Permitiendo que pacientes que no han perdido la movilidad en sus extremidades superiores puedan realizar la transferencia de forma autónoma, volviéndolos más autosuficientes para que no dependan de terceras personas, beneficiándolos psicológicamente y ofreciéndole una mejor calidad de vida en la casa que reside. Este sistema ayudará en la transferencia de pacientes, ofreciendo seguridad, eficacia y confort desde la cama hacia la silla de ruedas, y de esta última hacia el inodoro y ducha. Ya que las grúas de techo suponen un sistema más seguro, confortable y sostenible tanto para el paciente como las personas que lo asisten. Además, estas se adaptan a distintas elevaciones y alturas, convirtiendo la transferencia de una persona en una actividad mucho más rápida, eficaz y fluida en comparación con un sistema manual. Este fue diseñado de la forma más compacta y robusta posible, de modo que se le pueda brindar seguridad en el transporte al paciente y generar el menor impacto en el entorno familiar. |
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(s.f.). Recuperado el 19 de 02 de 2020 Aguilar, D. C., & Florez, R. C. (2008). Sistema de grúas para personas discapacitadas para el centro de rehabilitación infantil Teletón. Mexico D.F.: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica. Aidmoving. (2016). Especialistas en Sistemas de Transferencias y Rehabilitación. Recuperado el 19 de 08 de 2019, de http://www.aidmoving.com/es/ayudas-tecnicas/2/arneses/8/arnessure-hands/49/sure-hands.html America, C. M. (10 de 03 de 2021). NORMADOC. Obtenido de https://www.normadoc.com/spanish/cmaa-74-2015.html Asociación de Distrofia Muscular. (2017). Muscular Dystrophy Association. Obtenido de https://www.mda.org/disease/duchenne-muscular-dystrophy Automatismos Electronico Industriales. (s.f.). Recuperado el 19 de 02 de 2020, de https://www.slideshare.net/FcoJAleman/automatismos-elctricos-industriales1 CHACHA, C. L. (2018). DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA GRÚA. Latacunga: Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE. Circuit breakers. (s.f.). Wikipedia. Recuperado el 19 de 02 de 2020, de https://es.wikipedia.org/wiki/Disyuntor Crane and machinery. (s.f.). Polipasto Eléctrico. Recuperado el 17 de 09 de 2019, de https://www.gruasyaparejos.com/polipastos/polipasto-electrico Energia renovable. (20 de 03 de 2017). Auto solar. Recuperado el 19 de 02 de 2020, de https://autosolar.es/blog/aspectos-tecnicos/que-es-un-disyuntor-magnetotermico Genetic and Rare Diseases. (s.f.). National Center for Advancing Traslational Sciences. Recuperado el 12 de 08 de 2019, de https://rarediseases.info.nih.gov/espanol/12609/distrofia-muscular#ref_8970 Instituto de biomecánica de Valencia. (s.f.). Ergonomia y discapacidad. Recuperado el 11 de 09 de 2019, de https://www.uva.es/export/sites/uva/6.vidauniversitaria/6.11.accesibilidadarquitectonica/ _documentos/Ergonomia.pdf Mackworth Health Care. (s.f.). Medical Expo. Recuperado el 2019 de 09 de 07, de https://www.medicalexpo.es/prod/mackworth-healthcare-93271.html#productitem_690906 Muscular dystrophy. Data and statistics . (s.f.). Centers for Disease Control and Prevention. Recuperado el 5 de 27 de 15, de http://www.cdc.gov/ncbddd/spanish/musculardystrophy/data.html. Nix, J. W. (1996). United States Patente nº 5.499.408. Office of Communications and Public Liaison. (30 de 12 de 2016). National Institute of Neurological Disorders and Stroke. Recuperado el 12 de 08 de 2019, de https://espanol.ninds.nih.gov/trastornos/distrofia_muscular.htm Patel, P. R. (2014). Design, Analysis and Optimization of Overhead Crane Girder. International Journal of Advance Engineering and Research Development (IJAERD), 10 Pilco, W. E. (21 de 10 de 2020). DISEÑO, CONSTRUCCIÓN E IMPLEMENTACIÓN DE UNA GRÚA FIJA PARA TRASLADAR PERSONAS CON DISCAPACIDAD EN SUS ACTIVIDADES EN EL BAÑO. Obtenido de https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/17009/1/UPS-CT008168.pdf Poehlitz, A. (2017). Structural Analysis of Overhead Crane in Simpson StrongTie Laboratory . California Polytechnic State University. QUINLIVAN, D. R. (2009). Distrofia muscular de Duchenne. Orphanet, https://www.orpha.net/consor/www/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=ES&Expert=98896 R, J. L. (s.f.). Como Funciona. Recuperado el 19 de 02 de 2020, de https://como-funciona.co/uninterruptor-diferencial-disyuntor Salinero Antón, C. (2012). DISEÑO, ANÁLISIS Y ESTUDIO DE TRES GRÚAS ORTOPÉDICAS MEDIANTE HERRAMIENTAS DE SOLIDWORKS. Escuela Universitaria de Ingenieria Tecnica Industrial Zaragosa Shukla, V. (2013). Design Optimization of overhead EOT crane box girder using Finite Element Method. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 6. Siemens. (s.f.). Catalogo electrico. Recuperado el 19 de 02 de 2020, de https://motoreselectricos.com.ar/que-es-un-guardamotor/ SugarGliders. (2016). www.SugarGliders.com. Obtenido de https://www.health.qld.gov.au/__data/assets/pdf_file/0014/436001/ceilinghoist.pdf Tekvo. (2016). Tekvo Bioingenieria. Recuperado el 2019 de 08 de 18, de https://tekvobioingenieria.com/soluciones/arneses-eslingas/ad/arnes-sentado-de-respaldoalto-con-orificio-genital,39 Vasco, D. (2001). Diseño y simulación de un puente grúa de 15 toneladas de capacidad, para los talleres de Arcolands Division Oriente. Universidad Politécnica Salesiana. Verein Deutscher Ingenieure. (2004). “Entwicklungsmethodik fur (design methodology for mechatronic)¨. Warn Industrial. (s.f.). Manual Instalación Winche. Recuperado el 19 de 08 de 2019, de https://www.slideshare.net/PauloCesarDelgadoraf/manual-de-instalacion-de-winche Warrior Winches . (2016). Cabrestantes Electricos. Obtenido de https://cabrestanteelectrico.com/como-funciona-un-cabrestante-electrico/ |
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Permitiendo que pacientes que no han perdido la movilidad en sus extremidades superiores puedan realizar la transferencia de forma autónoma, volviéndolos más autosuficientes para que no dependan de terceras personas, beneficiándolos psicológicamente y ofreciéndole una mejor calidad de vida en la casa que reside. Este sistema ayudará en la transferencia de pacientes, ofreciendo seguridad, eficacia y confort desde la cama hacia la silla de ruedas, y de esta última hacia el inodoro y ducha. Ya que las grúas de techo suponen un sistema más seguro, confortable y sostenible tanto para el paciente como las personas que lo asisten. Además, estas se adaptan a distintas elevaciones y alturas, convirtiendo la transferencia de una persona en una actividad mucho más rápida, eficaz y fluida en comparación con un sistema manual. Este fue diseñado de la forma más compacta y robusta posible, de modo que se le pueda brindar seguridad en el transporte al paciente y generar el menor impacto en el entorno familiar.1 Objetivos .................................................................................................................. 3 1.1 Objetivo general ................................................................................................. 3 1.2 Objetivos específicos ......................................................................................... 3 2 Planteamiento del problema y justificación .............................................................. 4 3 Estado del arte ......................................................................................................... 5 4 Marco teórico ......................................................................................................... 12 4.1 La Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) (QUINLIVAN, 2009) ..................... 12 4.2 ¿Qué es la ergonomía? ................................................................................... 14 4.2.1 Ergonomía y discapacidad ..................................................................... 14 4.2.2 Ergonomía y desarrollo de productos ................................................... 15 4.3 Grúas para personas con discapacidad ........................................................... 16 4.3.1 Grúas Fijas (Aguilar & Florez, 2008): ....................................................... 17 4.3.2 Grúas de rieles o techo (Vasco, 2001):................................................... 17 4.3.3 Grúa móvil (Vasco, 2001) ......................................................................... 18 4.4 Arnés para traslado de discapacitados ............................................................ 18 4.4.1 Sure Hands - HANDIMOVE, modelo 1035 (Aidmoving, 2016) ................ 19 4.4.2 Arnés sentado de respaldo alto con orificio genital - REF A006 - Colombia (Tekvo, 2016) ........................................................................................ 20 4.4.3 Arnés para elevación y transferencia de pacientes al baño – España 21 4.5 Sistemas de elevación ..................................................................................... 21 4.5.1 Cabrestante eléctrico (Warrior Winches , 2016) ..................................... 21 4.5.2 Polipasto eléctrico: (Crane and machinery) ............................................ 23 4.6 Breaker ............................................................................................................ 25 4.6.1 Breaker o disyuntor diferencial (R): ....................................................... 25 4.6.2 Breaker o disyuntor magnetotérmico (Energia renovable, 2017): ........ 26 4.6.2.1 Corto circuito..................................................................................... 27 4.6.2.2 Sobrecarga [5]. .................................................................................. 28 4.6.2.3 Cámara de extinción. ........................................................................ 28 4.7 Contactor (Automatismos Electronico Industriales) .......................................... 29 4.8 Relé térmico (Ana20) ....................................................................................... 29 4.9 Guardamotor (Siemens) ................................................................................... 30 4.10 Mecanismo de falla por fatiga ....................................................................... 31 4.10.1 Límite de fatiga y resistencia a la fatiga ............................................. 31 4.10.1.1 Límite de fatiga. ................................................................................ 32 4.10.1.2 Resistencia a la fatiga para vida finita. ........................................... 33 4.10.1.3 Límites y resistencias a la fatiga del acero. ................................... 33 4.10.2 Variación de los esfuerzos .................................................................. 34 4.10.3 Factores que afectan la resistencia a la fatiga .................................. 36 4.10.4 Resistencia a la fatiga corregida para vida finita e infinita ............... 37 5 Metodología (Desarrollo y diseños) ........................................................................ 39 5.1 Top Down ......................................................................................................... 39 5.1.1 Funtional level (nivel funcional) ............................................................. 39 5.1.2 System Level (nivel del sistema) ............................................................ 40 5.1.3 Subsystem Level (nivel de subsistema) ................................................ 40 5.1.3.1 Subsistema de elevación ................................................................. 40 5.1.3.2 Subsistema de tracción .................................................................... 40 5.1.3.3 Subsistema eléctrico de potencia para manipulación de actuadores: ....................................................................................................... 41 5.1.4 Component Level (nivel de componente): ............................................ 41 5.2 Bottom Up ........................................................................................................ 41 5.2.1 Validations of components: .................................................................... 41 5.2.2 Validations of subsystems: .................................................................... 42 5.2.3 Validations of the systems: .................................................................... 42 5.2.4 Validations of functions: ......................................................................... 42 6 Exploración de soluciones ..................................................................................... 43 7 Diseño, cálculos y selección de componentes ....................................................... 45 7.1 Diseño de la trayectoria del riel ........................................................................ 45 7.2 Cálculos estructurales ...................................................................................... 46 7.2.1 Cálculos de diseño para la viga ............................................................. 49 7.2.2 Cálculos de diseño para la platina de anclaje ....................................... 56 7.3 Diseño del carro de desplazamiento ................................................................ 61 7.4 Construcción .................................................................................................... 81 8 Implementación y pruebas: .................................................................................... 87 9 Análisis de resultados ............................................................................................ 90 10 Conclusiones ...................................................................................................... 92 11 Bibliografía.......................................................................................................... 94 12 ANEXOS ............................................................................................................ 96PregradoThe purpose of the project is to design and build a ceiling crane system to facilitate the movement inside the home of disabled patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD) weighing between 20 and 150 kg, in order to contribute to the improvement in their quality of life. Allowing patients who have not lost mobility in their upper extremities to carry out the transfer autonomously, making them more self-sufficient so that they do not depend on third parties, benefiting them psychologically and offering them a better quality of life in the home they reside. This system will help in the transfer of patients, offering safety, efficiency and comfort from the bed to the wheelchair, and from the latter to the toilet and shower. Since ceiling lifts are a safer, more comfortable and sustainable system for both the patient and the people who assist him. In addition, they adapt to different elevations and heights, making the transfer of a person a much faster, more efficient and fluid activity compared to a manual system. This was designed in the most compact and robust way possible, so that the patient can be safely transported and generate the least impact on the family environment.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaDesarrollo de un sistema grúa de techo para facilitar el traslado en el hogar de pacientes con distrofia muscular de DuchenneDevelopment of a ceiling lift system to facilitate the transfer of patients at home with Duchenne muscular dystrophyIngeniero MecatrónicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Mecatrónicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPMechatronicRoof craneDisplacementDisabled patientsPeople with disabilitiesNeuromuscular diseasesPatientsMecatrónicaPersonas con discapacidadesEnfermedades neuromuscularesPacientesGrúa de techoDesplazamientoPacientes discapacitados(s.f.). 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