Transcript Diseño, Modelado y Control en Biomecánica

Diseño, Modelado y
Control en Biomecánica
Presentada por: Dra. Mary Vergara P.
Dra. Mariela Cerrada
Mérida, 2011
Diseño  Análisis Control 
Biomecánica
Modelo
Geométrico CAD
Análisis
Si
Modificación
No
MEF?
Modelos numéricos
No
Si
No
Identificación
de Sistemas
Otros Métodos
de análisis
Ok?
Si
Ecuaciones de
movimiento
Construir Prototipos
Ensayos
Comportamiento
Servicio
Ok?
Si
No
Diseño de
sistemas de
control
Optimizar
Producción
Dinámica Inversa
Dinámica Directa
Modelos para
control
Ingeniería Mecánica “Biomecánica”
Traumatología y la Ortopedia
EIM a través de DIMMA y MIM ha contribuido en el Diseño, Análisis y
Fabricación de dispositivos de para el tratamiento de fracturas,
deformidades congénitas adquiridas y secuelas de la fractura
Fijadores
-Transporte óseo monobloc
-Externo tubular
-Externo Anular
-Materiales en Clavos Endomedulares
-Sistema para fusión en Columna
Vertebral
-Separador Vertebral Interespinoso
-Implante Tipo Gancho para Corrección
de Escoliosis en Columna Vertebral
Necesidad  Sector Salud
Odontología
Diseño de un banco de pruebas
para el estudio de efectos de cargas
compresivas sobre dientes
Molares, premolares y anteriores
Autores: Lucas Rojas y Xaymaca Bautista
Análisis del Contacto en un
segundo premolar superior
Definir propiedades de materiales utilizados en
restauraciones dentales
Autor: Eduardo Ostos
Diseño y modelado de un
mecanismo elevador de sillas de
ruedas para autobuses
Movimiento del
Elevador
Autores: Andrés Marante y Alberto Valderrama
Diseño y modelado de un
mecanismo elevador de sillas de
ruedas para autobuses
F1
F2
F3
Autores: Cooz Gabriela y Cerrada Maria José
Fijadores Externos
Fijador de Transporte óseo monobloc: diecinueve piezas con
un peso de todo el conjunto es de 1,160 Kg.
Autores: Gabriela Bracho y Olegario Dávila
Fijador externo para transporte
óseo monobloc
Cuando se aplica la máxima
carga, existe sólo deformación
elástica, con un FS>1
Autores: Gabriela Bracho y Olegario Dávila
Fijador externo tubular Regazzone
Autor: Oscar Guerrero
Tensor para Fijador
Externo Anular
Autores: Ana Concho y Luis Méndez
Evaluación de distintos Materiales
para Modelos de Clavos
Endomedulares: Fémur y Tibia
Autores: Isamar Vergara, Ángel Vielma
Definición de parámetros
De contacto
Autores: Julio Bellera y Leonardo Pacheco
Análisis de Tensiones de un
sistema para fusión en Columna
Autor: Freddy Torres
Implantes tipo gancho para corrección
de escoliosis en Columna vertebral
Autor: Aureliano Vera
Separador Vertebral Interespinoso
Autores: Ana Delgado y Juan Crespo
Futuro….Optimización
Diseño de un fijador
externo para
alargamiento y
corrección angular
en extremidades
inferiores
Autor: Edgar Ceballos
Diseño de separador
intersomático para
columna vertebral
Autor: Rubén Arenas
Futuro… Integración con otras
Ingenierías
Mejora de la geometría
para dos Modelos de
Clavos Endomedulares
Autor: José Luis Buenaño Durán
Análisis de una placa de fijación
Autor: Emilio El Zaoihra
Diseño mecánico de un prototipo
virtual de una pierna protésica
transfemoral que simule
el movimiento natural
de una pierna humana.
Autor: Beyker Albornoz
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Diseño y desarrollo de prótesis controladas por señales
mioeléctricas
Dispositivos que intentan complementar la
imagen corporal y simular la funcionalidad
una parte del cuerpo.
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Integración entre la ingeniería mecánica y la ingeniería de
control
Ingeniería mecánica
+ Biomecánica
Rol primordial en sus primeros diseños
prótesis mecánicas o convencionales
Ingeniería de control
+ robótica+electrónica
Prótesis controlada con impulsos musculares
(Señales Mioeléctricas )
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Sistema de Control Mioeléctrico
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Análisis del Sistema de Control
Análisis y diseño del proceso
Modelo
Geométrico CAD
Análisis
Si
Modificación No
MEF?
Si
No
No
Otros Métodos
de análisis
Ok?
Si
Construir Prototipos
Ensayos
Modelos numéricos
Identificación
de Sistemas
Ecuaciones
de movimiento
Diseño de
Comportamiento
sistemas de
Servicio
control
No
Optimizar
Ok?
Si
Producción
Dinámica Inversa
Dinámica Directa
Modelos para
control
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Análisis del Sistema de Control
Análisis y diseño del proceso
Modelo Numérico
Identificación
de sistemas
Ecuaciones de
movimiento
Modelo
dinámico
Modelo para control
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Análisis del Sistema de Control
Análisis y diseño del sistema de
adquisición de datos
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Análisis del Sistema de Control
Análisis y diseño del sistema de control
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Implementación del Sistema de Control
Construcción de los prototipos
Captura
de la señal
Electrodos
Acondicionamiento
de la señal
Prototipo del
circuito
electrónico
Procesamiento de
la ley de control
Programación del
Microcontrolador
Ejecución de la ley
de control
Movimientos
Prototipo de
deseados
la prótesis
mecánica +
actuadores
Ingeniería de
Control y Biomecánica
Análisis, diseño e implementación del
sistema de control de prótesis
no
si
Análisis
Diseño
Simulación
Evaluación de la tecnología disponible
Ingeniería
Prototipos
Algunas referencias
C. M. Lighty, P. H. Chappell*y, B. Hudginsz and K. Engelhartz. Intelligent multifunction myoelectric control
of hand prostheses. Journal of Medical Engineering & Technology, Volume 26, Number 4, (July/August
2002), pages 139– 146
C. Moseley, An study of upper extremity myoelectric prosthetics and thei external power sources.
Pharmaceutical engineering, March/April 2002 vol. 22 nro. 2
Jesús M. Dorador G. Robótica Y Prótesis Inteligentes. Revista Digital Universitaria. Enero 2004 Volumen 6
Número 1 • ISSN: 1067-6079
Robert N. Scott. Myoelectric Control Of Prostheses And Orthoses. Bulletin of Prosthetics Research. BioEngineering Institute University of New Brunstvick Canada. 1967
Escudero Z., Leija L., Alvarez J., Muñoz R. Prótesis Para Extremidad Superior Controlada Mediante La
interpretación de la señal mioeléctrica en músculos remanentes. Reporte Técnico. Sección Bioelectrónica
CINVESTAV-IPN
Leidy Carvajal. Diseño de un Método para Capturar Señales Mioeléctricas de Miembros Superiores.
Reporte Técnico. Universidad de la Amazonía, Programa Ingeniería de Sistemas, Florencia, Caquetá
Manuel Uribe L. et al. Diseño y construcción de una articulación de codo controlada por potenciales
mioelectricos. Revista CES medicina Vol. 16 Nro. 2 Sep. 2002
Helen Y. N. Lindner, John M. Linacre y Liselotte M. Norling. Assessment of capacity for myoelectric control:
evaluation of construct and rating scale. Journal of rehabilitaction medicine Nro. 41. 2009
Gracias