Diseno de prototipo de protesis mecatronica de mano

DISEÑO DE PROTOTIPO DE PRÓTESIS MECATRÓNICA DE MANO.

J.M. Dorador Gonzaleza, R.I. Flores Lunab, A.M. Juárez Mendozac, A.López Zazuetad.

aCentro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. dorador@servidor.unam.mx

bCentro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. ss1d@hotmail.com

cCentro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. ana_juarez80@hotmail.com

dCentro de Diseño y Manufactura. Facultad de Ingeniería, UNAM. zazueta@hispavista.com

RESUMEN

A lo largo de la historia de la humanidad el hombre ha tratado de suplir el miembro perdido por otro que brinde la misma versatilidad de manera artificial. Es por esto que el diseño de una prótesis debe tomar en cuenta las funciones que va a desempeñar el amputado con ella.

En el Centro de Diseño y Manufactura (CDM) de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, conscientes de que en México existen 813,000 personas con alguna discapacidad motriz según el INEGI en su censo del año 2000, se realiza el proceso de diseño de una prótesis mecatrónica de miembro superior, con la cual se pretenden reducir los costos de adquisición y mejorar la funcionalidad para los amputados.

En la actualidad las mejores prótesis mioeléctricas sólo brindan el cierre y la apertura de la mano, a su vez existen investigaciones de prototipos de mano que han logrado otorgar a la unidad terminal mayor versatilidad. En este artículo se describe el diseño del prototipo de mano protésica que se está realizando en el CDM, el cual tiene como objetivo principal otorgar movilidad al pulgar, con lo que se logrará que la mano realice otros tipos de prensión además del cierre y la apertura.

1. INTRODUCCIÓN

En el diseño de prótesis de miembro superior se ha conseguido controlar éstas mediante impulsos eléctricos obtenidos del miembro residual. Sin embargo el diseño de la unidad terminal (mano) cuenta con movilidad limitada ya que sólo otorga prensión en gancho y los movimientos que realiza son de manera hosca, se han buscado nuevos diseños en el mundo para mejorar la movilidad y la apariencia de la unidad terminal. Entre los diseños más importantes se encuentran la mano de Toronto [1], la mano de Southampton [2] y la mano Cyberhand [3], mostradas en las figuras 1, 2 y 3 respectivamente. Estos prototipos tienen movimiento independiente en los dedos y el pulgar, además de tener un diseño antropomórfico.

Fig.1 [1]. Fig. 2 [2]. Fig. 3 [3].

En el Centro de Diseño y Manufactura de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, se inició un proyecto para diseñar una prótesis de miembro superior con control mioeléctrico. En esta etapa del proyecto el objetivo es diseñar una prótesis que permita la oposición del pulgar, así como movimiento independiente de los dedos ya que la mayor parte de la versatilidad de prensión de la mano es gracias a la oposición del pulgar.

2. DISEÑO DE LA MANO.

El prototipo realizará algunos de los movimientos de la mano y tiene como prioridad la precisión y no la fuerza de los mismos. El diseño sustituirá a una mano diestra, contará con cinco dedos y será para una persona de sexo masculino de edad adulta de peso y talla promedio en México. La mayor de las ventajas de este diseño es que se podrá adaptar al tamaño de casi cualquier persona adulta, y sólo dependerá del espacio que ocupen los actuadores empleados, los cuales se ubicarán dentro la zona análoga a la palma.

En el prototipo, tres de los dedos se controlarán de manera independiente y los dos restantes (anular y meñique) se controlarán como uno solo. Las formas básicas de prensión que realizará la mano son: en punta fina, con la punta de los dedos y prensión en gancho. Debido al mecanismo empleado en los dedos el prototipo no estará acotado solamente a estos tipos de prensión, sino que podrá realizar más prensiones dependiendo del objeto que esté manipulando.

El prototipo tendrá además una extensión que le permitirá adaptarse al muñón del amputado. Contará con un diseño simulando la muñeca, sin embargo el prototipo no podrá realizar ninguno de los movimientos de ésta, la parte correspondiente a la muñeca será sólo con fines estéticos.

2.1 DISEÑO DE LOS DEDOS.

Dado que se desea mantener la apariencia natural de los dedos se estableció que cada dedo tuviera tres falanges articuladas entre sí, para ello se utilizó como

...