Diseño de un exoesqueleto de miembros inferiores a bajo costo para niños con discapacidad motriz

Abstract

El exoesqueleto de rehabilitación de extremidades inferiores es un dispositivo que busca imitar los movimientos naturales del ciclo de la marcha es cual se utiliza para terapias de rehabilitación de la función física, estos se producen fuera del país, en el país existen algunos prototipos de elevado costo. La investigación tuvo como objetivo diseñar un exoesqueleto a bajo costo para niños con discapacidad motriz, para esto se determinaron las especificaciones, parámetros biomecánicos y mecánicos, se realizó el cálculo mecánico para el dimensionamiento, selección de materiales y equipos que conforman el diseño del exoesqueleto, de esta manera simular el prototipo para comprobar la movilidad y bajo costo del diseño, la metodología de la investigación es Analítico Sintético, y el diseño en ingeniería se desarrolló mediante la metodología VDI 2221. Así se obtuvieron las especificaciones, parámetros biomecánicos y mecánicos los cuales se detallaron mediante la lista de exigencias, para niños de 5 a 10 años, en los cálculos mecánicos se hallaron las cargas que ejercen los esfuerzos máximos, criterios para el dimensionamiento y selección de materiales, se calculó el torque mínimo para accionar el mecanismo, 178 Nm. Para los bajos valores de velocidad angular y torque, se seleccionó un motorreductor marca MOTOX modelo D.37 S1 de 110 KW y transmisión por poleas en V, se seleccionó el Aluminio 6061 para el mecanismo y estructura y para el eje motriz Acero SAE 1045, se realizó la Lista de Materiales General, de la simulación mediante el software Grasshopper obteniendo 71.8% de aproximación según distancia euclidiana, de la cotización se estimó un costo total de S/7100. Se concluyó que el diseño del exoesqueleto de rehabilitación para niños con discapacidad motriz cumple las especificaciones, parámetros mecánicos y biomecánicos, así mismo el diseño permite que niños que no tengan control de las extremidades superiores, cabeza y tronco puedan usarlo también, el diseño del exoesqueleto realiza la marcha con 71.8% de aproximación y tiene un costo por debajo de otros diseños existentes en el país.