Investigación de propiedades mecánicas de materiales flexibles impresos en 3D para el diseño e implementación de un prototipo de Órtesis funcional de mano, controlada automáticamente para facilitar habilidades motrices.

Abstract

El presente trabajo de titulación realiza la investigación de las características de materiales flexibles impresos en 3D. Para lo cual se utilizó materiales existentes y accesibles en el país, como lo son NinjaFlex, SemiFlex y Resina Polimérica. Se utilizó probetas para realizar ensayos de tracción y se determinó como mejor material al polímero SemiFlex, que presenta un esfuerzo máximo a la tracción de 20,33 [MPa] y un módulo de elasticidad de 4.94 [MPa]. Debido a la flexibilidad y resistencia que el material ofrece, se propone el diseño de un prototipo de órtesis funcional de mano para rehabilitación, el diseño se genera en función a medidas antropométricas para dar la comodidad y ergonomía necesaria. El movimiento de la órtesis funcional se hace por medio de tensores alámbricos, maniobrados por cuatro motores Dynamixel AX-18A, los tensores permiten realizar movimiento de flexión y extensión de los dedos. Mientas que para el accionamiento de los motores, se enlazan con el computador por medio de comunicación TTL hacia el dispositivo Arduino y mediante comunicación serial se logra la interacción con el software Matlab, en el cual se encuentra programado la interfaz de usuario. La funcionalidad del prototipo de órtesis se valida con un método para pruebas no paramétricas denominado Chi Cuadrado, desarrollando inicial-mente un análisis de los tres niveles de rehabilitación, admitidos por el prototipo. La confiabilidad del funcionamiento del prototipo de rehabilitación es de 99,85%.