Descripción: |
El objetivo de este trabajo es el de desarrollar el diseño y la
construcción de un prototipo de prótesis de rodilla que sea
capaz de emular el movimiento de una rodilla humana. Para esto fue necesario
realizar una ardua investigación sobre la materia protésica
para tener una idea de cómo es el funcionamiento de una prótesis;
de la misma manera, fue conveniente investigar sobre las diferentes amputaciones
existentes para saber qué personas son las que podrían llegar
a usar la prótesis diseñada.
Fue necesario conocer la biomecánica de la rodilla, ya que ésta
nos dice qué grados de flexión y extensión puede desarrollar
la rodilla; al mismo tiempo, fue imperativo conocer a fondo el ciclo de marcha
para saber en qué momento se producen los movimientos de la
articulación. De esta manera se pudo obtener un diseño capaz
de emular el movimiento natural de la rodilla humana.
Esta tesis es parte de un trabajo más amplio, en el cual se pretende
desarrollar una prótesis de pierna completa, por lo que se describen
los diferentes componentes que conforman una prótesis transfemoral
(amputación por encima de la rodilla). Esto nos permite saber con
qué otros componentes se acoplará la rodilla protésica
diseñada.
Una vez que se conocieron los componentes y se tuvieron las bases de la
biomecánica y del ciclo de marcha, fue necesario saber qué
materiales eran los indicados para construir una prótesis.
Ya que se contó con el conocimiento necesario, se propusieron diferentes
diseños hasta llegar a un diseño óptimo y funcional
que brindara el soporte necesario para una persona con un peso máximo
de 100 kilogramos.
En el presente trabajo se detallan todos los elementos que conforman la
prótesis de rodilla y se proponen los materiales con los que deben
construirse.
Al final se obtuvo un prototipo Alfa de la prótesis. Éste se
construyó de aluminio ya que si se hubieran utilizado los materiales
idóneos, el precio del prototipo habría sido muy elevado y
su manufactura se habría dificultado considerablemente.
En esta tesis se dan a conocer todas las alternativas para generar el movimiento
de flexión y extensión de la rodilla. De ellas, la mejor es
la utilización de un cilindro neumático de doble efecto.
Por último, se realizaron pruebas en software del diseño propuesto
que corroboran su funcionabilidad y su capacidad de soportar el peso deseado.
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