Diseño de prótesis mecánica transtibial con retroalimentación a irregularidades del terreno
La mayoría de las prótesis mecánicas disponibles no tienen muchas de las características importantes del pie, como la flexibilidad, la movilidad y la capacidad de adaptarse a cualquier tipo de terreno. Además, al tratarse de una extensión artificial, las personas no tienen control sensorial sobre el...
- Autores:
-
Contreras Márquez, Juan Sebastián
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/52968
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/52968
- Palabra clave:
- Dispositivos de ayuda para personas con discapacidades
Ingeniería biomédica
Biomecánica
Aparatos ortopédicos
Mecánica humana
Prótesis de pie
Ingeniería
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- openAccess
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La mayoría de las prótesis mecánicas disponibles no tienen muchas de las características importantes del pie, como la flexibilidad, la movilidad y la capacidad de adaptarse a cualquier tipo de terreno. Además, al tratarse de una extensión artificial, las personas no tienen control sensorial sobre ella y la adaptación al terreno depende totalmente del diseño de la prótesis. Este documento propone el diseño de una prótesis mecánica transtibial capaz de adaptarse a terrenos irregulares que proporcionará retroalimentación al usuario cuando se detecte una pendiente. El diseño propuesto se basa en modelos funcionales de última generación que se basan en la forma y la movilidad del pie humano. La adaptabilidad a terrenos irregulares en función de la movilidad plantar del pie dada por una articulación de tobillo colocada en la prótesis. Esta movilidad plantar permite retroalimentar el nivel de inclinación del terreno mediante el uso de sensores y actuadores que transmiten estímulos al muñón de la persona con información sobre diferentes condiciones de inclinación. La prótesis también cuenta con dos amortiguadores que ayudan a distribuir la carga cuando ocurre el golpe del talón, estos están hechos de fibra de vidrio que tiene propiedades cercanas a la fibra de carbono. La planta del pie es lo suficientemente flexible para adaptarse a pequeñas irregularidades del terreno. Además, este diseño presenta una articulación del tobillo para emular la cinemática del golpe del talón y el despegue que se produce durante la marcha. Toda la prótesis, excepto los amortiguadores, fue realizada en impresión 3D utilizando PLA como material, lo que facilitó y economizó su fabricación. Durante las pruebas experimentales, este diseño demostró ser funcional sujeto a futuras mejoras. |
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Además, al tratarse de una extensión artificial, las personas no tienen control sensorial sobre ella y la adaptación al terreno depende totalmente del diseño de la prótesis. Este documento propone el diseño de una prótesis mecánica transtibial capaz de adaptarse a terrenos irregulares que proporcionará retroalimentación al usuario cuando se detecte una pendiente. El diseño propuesto se basa en modelos funcionales de última generación que se basan en la forma y la movilidad del pie humano. La adaptabilidad a terrenos irregulares en función de la movilidad plantar del pie dada por una articulación de tobillo colocada en la prótesis. Esta movilidad plantar permite retroalimentar el nivel de inclinación del terreno mediante el uso de sensores y actuadores que transmiten estímulos al muñón de la persona con información sobre diferentes condiciones de inclinación. La prótesis también cuenta con dos amortiguadores que ayudan a distribuir la carga cuando ocurre el golpe del talón, estos están hechos de fibra de vidrio que tiene propiedades cercanas a la fibra de carbono. La planta del pie es lo suficientemente flexible para adaptarse a pequeñas irregularidades del terreno. Además, este diseño presenta una articulación del tobillo para emular la cinemática del golpe del talón y el despegue que se produce durante la marcha. Toda la prótesis, excepto los amortiguadores, fue realizada en impresión 3D utilizando PLA como material, lo que facilitó y economizó su fabricación. Durante las pruebas experimentales, este diseño demostró ser funcional sujeto a futuras mejoras.Most of the mechanical prostheses available do not have many of the important characteristics of the foot, such as flexibility, mobility and the ability to adapt to any type of terrain. Furthermore, as it is an artificial extension, people do not have sensory control over it and terrain adaptation depends entirely on the design of the prosthesis. This document proposes the design of a transtibial mechanical prosthesis capable of adapting to uneven terrain that will provide the user with feedback when a slope is detected. The proposed design is based on state-of-the-art functional models that are based on the shape and mobility of the human foot. The adaptability to uneven ground depending on the plantar mobility of the foot given by an ankle joint placed in the prosthesis. This plantar mobility allow to feedback about the level of inclination of the terrain through the use of sensors and actuators that transmit stimuli to the person's stump with information about different inclination conditions. The prosthesis also has two shock absorbers that help distribute the load when the heel strike occurs, these are made of fiberglass that has properties close to carbon fiber. The sole of the foot is flexible enough to adapt to small irregularities in the terrain. Additionally, this design features an ankle joint in order to emulate the kinematics of heel strike and toe-off that occurs during gait. The entire prosthesis, except for the shock absorbers, was created in 3D printing using PLA as a material, which facilitated and economized its manufacture. During the experimental tests this design proved to be functional subject to future improvementsMagíster en Ingeniería BiomédicaMaestría6 páginasapplication/pdfspaUniversidad de los AndesMaestría en Ingeniería BiomédicaFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería BiomédicaDiseño de prótesis mecánica transtibial con retroalimentación a irregularidades del terrenoTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMDispositivos de ayuda para personas con discapacidadesIngeniería biomédicaBiomecánicaAparatos ortopédicosMecánica humanaPrótesis de pieIngeniería201313650PublicationTEXT25214.pdf.txt25214.pdf.txtExtracted texttext/plain27402https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/c13e6559-7cdf-40b8-9dde-80b17a2ca0bf/download279fe1a337b1edd447058df8cbe2ce26MD54ORIGINAL25214.pdfapplication/pdf514109https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/2b404721-cd9d-4ed7-b525-e41f8ea14ec2/download6041c8267d28a24e2ab18e92bc244dc5MD51THUMBNAIL25214.pdf.jpg25214.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg26008https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/2c0fde41-f586-43a8-b6de-654fb015bc1b/download9035b2ac7a9d180ba42d5cd81f845970MD551992/52968oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/529682023-10-10 17:57:03.764http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/open.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |