Diseño e implementación de una prótesis mioeléctrica de mano con manipuladores intercambiables energizados mediante enlaces inductivos resonantes.

Abstract

El desarrollo de prótesis de miembro superior ha sido fuertemente impactado por los desarrollos tecnológicos en los últimos años, generando significativos avances no solo en materialidad, resistencia y apariencia, sino que también en su usabilidad, control y destreza. Este trabajo de tesis considera aportes de investigación en 3 aspectos relevantes para el desarrollo de prótesis mioeléctricas que impactan el grado de destreza y usabilidad de este tipo de dispositivos. En primer lugar, se conceptualizan y desarrollan sistemas de energización inalámbrica basadas en enlaces inductivos para transferir energía entre el soquete y manipulador, incluyendo sistemas de control de energización que permiten optimizar la transferencia de energía. Segundo, se proponen y desarrollan manipuladores simples, con baja cantidad de grados de libertad, pero intercambiables de forma rápida y sencilla, controlables mediante señales de electromiografía. Para lo anterior, se realizan pruebas del sistema con voluntarios amputados. Tercero, se realizan aportes en conceptualización diseño y caracterización de sensores táctiles mediante sensores capacitivos. Los resultados muestran que los manipuladores se anclan mecánicamente al soquete y se energizan de forma inalámbrica mediante enlaces inductivos resonantes alcanzando eficiencias de transmisión de energía del 69% (incluyendo pérdidas en sistema inversor y etapa de rectificación). La prótesis desarrollada cuenta con tres variantes de manipuladores, los cuales se energizan de forma inductiva e intercambian información de control mediante enlace Bluetooth. Se validan de forma satisfactoria los sistemas de control y energización del dispositivo mediante pruebas de control y destreza a través de la “Prueba de Caja y Cubos”.