Diseño de una prótesis transradial con movimiento articulado en la muñeca

Abstract

El desarrollo de prótesis de mano ha mejorado en conjunto a los avances tecnológicos que han existido a lo largo del tiempo. Así, conforman la fecha las prótesis mioeléctricas de miembro superior. Sin embargo, los usuarios que utilizan estos elementos presentan dificultad en el control de su prótesis óptimamente. Ello se debe a que los modelos actuales presentes en el mercado y que son asequibles para la mayoría de la población, la mayoría no cuentan con un sistema electrónico para el control (prótesis estéticas no funcionales, de tipo garfio y mecánicas) y los que la presentan (mioeléctricas) son de costo elevado y no poseen retroalimentación háptica que emule la percepción sensitiva de una mano. En este contexto, el trabajo a desarrollar es el diseño y modelamiento de un sistema electrónico de bajo costo que permita obtener una señal mioelectrica para una prótesis transradial mioeléctrica que permita al usuario mejorar su efectividad en la ejecución de los gestos deseados en su prótesis y simular la misma mediante las herramientas de software existentes. En este documento se describe el sistema electrónico diseñado e implementado. Para ello fueron analizados y escogidos los componentes de hardware a ser empleados y se desarrollaron los algoritmos para la realización y control de los movimientos del dispositivo, así como el de la lógica del funcionamiento de este. Con el fin de validar el diseño en final del proyecto, se busca ejecutar ensayos simulados mediante software para validar el comportamiento de movimiento con la misma. Se realiza el diseño del prototipo de prótesis transradial por medio de las aplicaciones CAD y con las mismas se simulan las características del material de la misma, a su vez se realiza el diseño esquemático del circuito de control de la prótesis y se simulan en el software Proteus con el fin de validar su funcionamiento.

The development of prosthetic hands has improved in conjunction with the technological advances that have existed over time. Thus, upper limb myoelectric prostheses make up the date. However, users who use these elements have difficulty in optimally controlling their prosthesis. This is since the current models on the market and that are affordable for the majority of the population, most of them do not have an electronic control system (non-functional, hook-type and mechanical aesthetic prostheses) and those that present (myoelectric) are expensive and do not have haptic feedback that emulates the sensory perception of a hand. In this context, the work to be developed is the design and modeling of a low-cost electronic system that allows obtaining a myoelectric signal for a myoelectric transradial prosthesis that allows the user to improve their effectiveness in the execution of the desired gestures in their prosthesis and simulate the same using existing software tools. This document describes the electronic system designed and implemented. For this, the hardware components to be used were analyzed and chosen and the algorithms for the realization and control of the device's movements were developed, as well as the logic of its operation. In order to validate the design at the end of the project, it is sought to run simulated tests using software to validate the movement behavior with it. The design of the transradial prosthesis prototype is carried out by means of CAD applications and with them the characteristics of its material are simulated, in turn the schematic design of the prosthesis control circuit is carried out and they are simulated in the software Proteus in order to validate its operation.