Diseño y construcción conceptual (TRL 3) de un robot de asistencia para rehabilitación de miembro superior.

Abstract

Los accidentes cerebrovasculares y las lesiones del miembro superior generan problemas motores que afectan la calidad de vida de las personas, entre esos problemas, se encuentran movimientos cotidianos como la flexoextensión del codo y la pronosupinación del antebrazo. La rehabilitación de este tipo de lesiones se basa principalmente en terapias físicas convencionales que dependen en gran medida de la disponibilidad de fisioterapeutas, lo que se vuelve un problema en contextos con alta demanda y recursos limitados como lo son el tiempo y el dinero. Ante esta situación, los robots de rehabilitación se presentan como una alternativa para apoyar y complementar la terapia tradicional. En esta tesis se desarrolla el diseño, la manufactura y el ensamble conceptual (TRL 3) de un robot móvil de escritorio para la rehabilitación del miembro superior, cuyo objetivo es asistir los movimientos de flexión, extensión, pronación y supinación. El trabajo se centra en el diseño mecánico del sistema, considerando aspectos de ergonomía, antropometría y seguridad, así como el uso de procesos de manufactura accesibles, principalmente mediante impresión 3D con materiales poliméricos. El prototipo integra mecanismos pasivos y una estructura diseñada para soportar cargas estáticas típicas de rehabilitación de miembro superior. Para evaluar el comportamiento estructural del diseño, se realizaron aproximaciones matemáticas y simulaciones mediante el método del elemento finito (FEM) en los componentes principales del robot, con el fin de verificar que los esfuerzos y deformaciones se mantuvieran dentro de límites seguros. Finalmente, se llevó a cabo un análisis de modo y efecto de falla (AMEF) para identificar posibles riesgos asociados al diseño. Los resultados obtenidos muestran que el prototipo manufacturado es viable y permiten establecer una base para trabajos futuros enfocados en su validación experimental y su posible aplicación en entornos clínicos o domiciliarios.