DISEÑO Y SIMULACIÓN DE RODILLA MECÁNICA MONOCÉNTRICA
Resumen
Resumen
En este trabajo se presenta una propuesta de diseño mecánico de una rodilla monocéntrica, con la finalidad de que posteriormente sea implementada en una prótesis transfemoral que pueda ser utilizada por personas de bajos recursos. El diseño mecánico de la articulación de rodilla se realiza mediante el software Autodesk Inventor ® y tiene como requisito alcanzar como mínimo un ángulo de flexión de 93°, que es uno de los requerimientos básicos de una prótesis para su adecuado funcionamiento. Mediante simulaciones numéricas, se verifica el ángulo máximo que puede flexionarse la articulación de rodilla, así como las fuerzas que actúan sobre la rodilla si se construye de plástico ABS utilizando una impresora 3D. Los resultados obtenidos muestran las ventajas y desventajas de utilizar este material en una prótesis de rodilla.
Palabras Claves: Articulación, diseño mecánico, prótesis, rodilla, transfemoral.
DESIGN AND SIMULATION OF MONOCENTRIC MECHANICAL KNEE
Abstract
In this paper a mechanical design for a monocentric prosthetic knee that will be implemented in a transfemoral prosthesis for low-income people is presented. The knee joint mechanical design is made by Autodesk Inventor ® and has a requirement to reach at least 93° bending angle, which is one of the basic requirements of a prosthesis for their proper functioning. By means of numerical simulations, the maximum angle reached by the knee joint is verified. Also the forces acting on the prosthetic knee if is build in ABS plastic, using a 3D printer, are simulated. The results show the advantages and disadvantages of employing this material in a prosthetic knee.
Keywords: Articulation, knee, mechanical design, prosthesis, transfemoral.
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Dorador González, J. M., Robótica y prótesis inteligentes, Revista digital universitaria, vol. 6, No. 1, 2005.
García Vargas, L. A. y Vargas Duque, S. A., Diseño y simulación de un sistema controlado de amortiguación para la rodilla de la prótesis transfemoral. Tesis de Licenciatura. Universidad de la Salle, Bogotá, Colombia, 2007.
Hernández Stengele, F., Diseño y construcción de prototipo neumático de prótesis de pierna humana. Tesis Licenciatura. Universidad de las Américas Puebla, México, 2008.
Menghini, M., Diseño y construcción de prototipo funcional de prótesis total de rodilla policéntrica y pie. III Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión de la Facultad de Ingeniería. p. 25-30, La Llata, Argentina, abril 2015.
Murthy Arelekatti, V. N. and Winter, A. G., Design of a Fully Passive Prosthetic Knee Mechanism for Transfemoral Amputees in India. IEEE International Conference on Rehabilitation Robotics (ICORR). 11-14 Aug, Singapore, Singapore, 2015.
Näder, M. and Näder, H. G., Compendio de protesis. Protesis para miembro inferior. Berlin, Alemania: schiele & schon, 2003.
Nájera Castrejón, J. A., Diseño del control para una prótesis de rodilla tipo policéntrica. Tesis de Maestría. Universidad Nacional Autónoma de México, 2013.
Nordin, M. and Frankel, V. (Eds), Basic biomechanics of the musculoskeletal system. Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore-USA, 2001.
Rodríguez-Sánchez, A. E, Méndez Aguirre, J. S. A. y Robles Sánchez, R., Análisis de esfuerzos en eslabones impresos en 3D para un mecanismo de prótesis policéntrica de rodilla. UTCJ Theorema, No. 3, pp. 34-41, 2016.
Sánchez Lacuesta, J. Hoyos, J. V. Viosca, E. Soler Gracia, C. Comín, M. Lafuente, R. Cortés, A. Vera, P., Biomecánica de la marcha humana normal y patológica, Valencia España, Instituto de Biomecánica de Valencia, 2006.
Torrealba, R. R, Pérez-D’Arpino, C, Cappelletto, J, Fermín-León, L, Fernández-López, G, and Grieco, J. C., Through the Development of a Biomechatronic Knee Prosthesis for Transfemoral Amputees: Mechanical Design and Manufacture, Human Gait Characterization, Intelligent Control Strategies and Tests. IEEE International Conference on Robotics and Automation. May 3-8, Anchorage, Alaska, USA, 2010.
Valencia, F, Mejía, C. y Erazo, V., Desarrollo de una prótesis de rodilla para amputaciones transfemorales usando herramientas computacionales. UIS Ingenierías, vol. 16, no. 2, pp. 21-32, 2017.
Vega, D. Y Escobar, E. Diseño de rodilla policéntrica, simulación y evaluación de la resistencia a la fatiga. RIDTEC Vol. 11, No. 2, pp. 29-34, 2015.
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