Diseño y Construcción de una Prótesis para Ciclistas con ...

Diseño y Construcción de una Prótesis para Ciclistas con Amputación

Transfemoral

Proyecto de Grado para optar por el título de

Ingeniera Mecánica

Autor:

María Paula Corral Londoño

Asesor:

Carlos Francisco Rodríguez

Ingeniero Mecánico, PhD.

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Mecánica

Bogotá

Diciembre de 2013

Contenido

Lista de Figuras .................................................................................................................................... 3

Agradecimientos ................................................................................................................................. 5

1. El proyecto .................................................................................................................................. 6

1.1. Motivación .......................................................................................................................... 6

1.2. Introducción ........................................................................................................................ 6

1.1.1. Población ..................................................................................................................... 8

1.2.2. Situación Colombiana ................................................................................................ 11

1.3. Objetivos del proyecto ...................................................................................................... 12

1.3.1. Objetivo general ........................................................................................................ 12

1.3.2. Objetivos específicos ................................................................................................. 12

2. Diseño conceptual ..................................................................................................................... 13

2.1. Requisitos y restricciones .................................................................................................. 13

2.2. Criterios de diseño ............................................................................................................ 14

2.3. Lluvia de ideas ................................................................................................................... 14

2.4. Primeros diseños ............................................................................................................... 15

Diseño y Construcción de una Prótesis para Ciclistas con Amputación Transfemoral

Corral Londoño

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2.5. Simulaciones ...................................................................................................................... 16

2.6. Diseños finales ................................................................................................................... 18

2.6.1. Angulo de transmisión .............................................................................................. 20

2.6.2. Angulo de la cadera ................................................................................................... 21

2.7. Acople prótesis-ciclista ...................................................................................................... 22

2.8. Selección de diseño ........................................................................................................... 23

3. Diseño detallado ....................................................................................................................... 25

3.1. Materiales ......................................................................................................................... 25

3.2. Uniones ............................................................................................................................. 25

3.3. Dimensionamiento ............................................................................................................ 26

4. Manufactura .............................................................................................................................. 28

5. Resultados y pruebas ................................................................................................................ 29

6. Conclusiones y proyecciones..................................................................................................... 32

6.1. Conclusiones...................................................................................................................... 32

6.2. Proyecciones ..................................................................................................................... 32

7. Bibliografía ................................................................................................................................ 34

8. Anexos ....................................................................................................................................... 36

Departamento de Ingeniería Mecánica Corral Londoño Diciembre 2013

3

Lista de Figuras

Figura 1: Tipos de amputación para miembros superiores (Izquierda) e inferiores (Derecha)

(7) (8). ........................................................................................................................................ 9

Figura 2: Clasificación de los atletas tipo “C” según su discapacidad neurológica, su

coordinación, sus habilidades y su fuerza muscular (9). ........................................................ 10

Figura 3: Clasificación de los atletas tipo "C" según su amputación y/o uso de prótesis (9). 10

Figura 4: Frecuencia anual de víctimas por minas antipersonal MAP y municiones sin

explotar MUSE para los años 1990 hasta Febrero del 2008 (10). .......................................... 11

Figura 5: Diseño por cadenas o poleas. .................................................................................. 15

Figura 6: Diseño biela-manivela-pistón. ................................................................................. 15

Figura 7: Diseño de sistema de barras con pivote en la barra superior. ................................ 16

Figura 8: Diseño de sistema de barras con pivote en la barra inferior. .................................. 16

Figura 9: Simulación de los mecanismos en Working Model. ................................................ 16

Figura 10: Segundos diseños propuestos. De Izquierda a Derecha, de Arriba a Abajo:

Mecanismo similar al de las ruedas de un tren. Sistema Manivela-Biela. Sistema de barras

con pivote en la barra superior. Sistema de barras con pivote en la binferior. ..................... 17

Figura 11: Diseño con corredera. ............................................................................................ 18

Figura 12: Diseño de 4 barras. ................................................................................................ 19

Figura 13: Ángulo de transmisión para cada uno de los mecanismos. ................................... 20

Figura 14: Evolución de la fuerza en el pedaleo (11). ............................................................. 21

Figura 15: Determinación de los ángulos analizados durante el pedaleo (12). ...................... 21

Figura 16: Ángulo de la cadera para los dos diseños propuestos. .......................................... 22

Figura 17: Movimiento del punto de unión Barra 2-Palanca en coordenadas x y y. .............. 23

Figura 18: Comparación entre los diseños propuestos. ......................................................... 23

Figura 19: Unión entre la Barra 2 y la Biela (Ver Anexos) ....................................................... 25

Figura 20: Unión entre la Palanca y la bicicleta (Ver Anexos). ................................................ 26

Figura 21: Resultados del cálculo del diámetro de los pines y las barras. .............................. 26

Figura 22: Longitudes totales de las barras del mecanismo seleccionado. ............................ 27

Figura 23: Porcentaje y Proporción de peso perdido en una amputación (13). ..................... 27

Figura 24: Piezas manufacturadas terminadas ....................................................................... 28


Corral Londoño

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Figura 25: Ensamble en Working Model. ................................................................................ 29

Figura 26: Ensamble en Autodesk Inventor Professional 2014. .............................................. 29

Figura 27: Prótesis terminada y ensamblada. ......................................................................... 30

Figura 28: Resultados del diseño de 4 barras desarrollado. ................................................... 30


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Agradecimientos

Para triunfar en la vida, no es importante llegar el primero. Para triunfar simplemente hay que

llegar, levantándose cada vez que se cae en el camino.

Anónimo

“Gracias” una de las palabras más difíciles de decir. Esta implica aceptar que no todo lo haces solo

en la vida. Cada vez que te caes hay una mano que sale a ayudarte, sin prejuicios, sin preguntas,

sin rezagos, solo con el ánimo de ayudar. Agradezco a todos aquellos que me brindaron una mano,

aun cuando creía que no la necesitaba. Cuando no quería aceptarla, la mantenían. Gracias, muchas

gracias porque todos son coautores de este logro.


Corral Londoño

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1. El proyecto

“Si emociona pensarlo, imagínate hacerlo.”

Coelho

1.1. Motivación

Si cada persona se dedicara a poner sus estudios y talento para ayudar a otras personas y menos

empeño en conseguir un beneficio personal, la sociedad seguramente tomaría otro rumbo en su

desarrollo. En este proyecto se busca reunir un poco de la carrera ingeniería mecánica con la

pasión por los deportes y la ayuda a las personas, dando como fruto un producto que sea útil para

la sociedad.

Desde la perspectiva colombiana, hay muchas personas que sufren algún tipo de amputación en

sus extremidades inferiores. Esto se debe al conflicto armado que hay en el país, en donde las

minas antipersonal son personajes activos en dichos conflictos. Al mismo tiempo, hay una parte de

la población que sufre de diabetes, otro factor por el que pueden perder algún miembro de su

cuerpo (1) (2) (3).

De esta forma, se busca ayudar a esa porción de población que tiene dificultad para transportarse,

para ser bien recibida, aceptada, entre otros, por su condición. Para esto, se plantea diseñar y

construir un primer prototipo de una prótesis para personas que sufrieron una amputación

transfemoral con el fin de que puedan montar en una bicicleta. Esta prótesis será de tipo

funcional, solo para transmitir potencia, no necesariamente se parecerá a una pierna, ni tendrá

que ser estética. Como se dijo anteriormente, debe ser funcional, darle al ciclista la facilidad de

poder disfrutar nuevamente de montar en bicicleta sin la conciencia de que sufrió algún trauma.

1.2. Introducción

La práctica del deporte o la ejercitación física genera controversia en las personas, hay quienes

dicen que el deporte es salud y hay quienes dicen lo contrario, el deporte es nocivo para la salud.

Ambas posiciones son correctas, todo depende de cómo se practique. Quienes no tienen un

conocimiento de cómo debería ser un entrenamiento, pueden llegar hasta la muerte sólo por

querer tener un día deportivo después de mucho tiempo de realizar la misma rutina de poca

actividad. Hay otros que llevan un entrenamiento adecuado que les brinda muchos beneficios a su

vida. Entre estos beneficios, se encuentran los de tipo vanidoso, como los son la quema de calorías

para mantener el peso, evitar la obesidad o adelgazar un poco; los de tipo vascular, para mantener

baja la presión arterial y los niveles de colesterol; los de tipo mental y/o emocional, como el alivio


7

de estrés, la mejora del sueño, combatir la ansiedad o la depresión, el aumento de autoestima,

mejora en la concentración, entre otros.

Incluso cuando hay discapacidades, hay quienes quieren realizar un deporte y superarse a ellos

mismos, olvidar sus complicaciones de la vida cotidiana y convertirse en sus propios héroes. Una

muestra de esa superación se ve cada 4 años en los Juegos Paralímpico, donde una gran cantidad

de atletas con discapacidades se dirigen a representar a sus países con orgullo.

Se podría tomar, entonces, una discapacidad y un deporte para relacionarlos entre sí. Por ejemplo

el ciclismo y la pérdida de algún miembro por amputación. Desde el ciclismo se puede afirmar, a

través de estudios que se han realizado, que se ha considerado un deporte ideal para el trabajo de

la movilidad y el aumento de fuerza en los músculos. Como se expone en la revista ScienceDirect,

en un artículo llamado Lower extremity muscle activity during cycling in adolescents with and

without cerebral palsy:

“Cycling has been proposed in several studies in adults with (…) as been ideal for addressing

mobility losses because of the potential to strengthen weakened muscles without enhancing

abnormal muscle activity. Because cycling involves multisegmental, complex movements that

are generated by the same central neural networks as used during gait, cycling may also

enhance motor relearning to improve ambulatory status. Finally, it has been suggested that

cycling is a functional, safe and widely accessible mode of exercise for patients with a variety

of movements and disorders, which could have secondary benefits to cardio respiratory

health as has already been demonstrated in adults with SCI” (4).

Ahora, tomando una discapacidad en específico, como lo es la amputación de una parte del

cuerpo, se puede ver que se tienen muchas complicaciones tanto en la vida cotidiana como en la

vida de deportista debido a este trauma. Entre ellas están los cambios significativos en la

locomoción, la atrofia de ciertos músculos por desusos, anormalidades en la columna vertebral

por compensación del desplazamiento del centro de gravedad, disminución en la densidad ósea de

la parte restante del miembro amputado, entre otros (5) (6).

Por esta razón, es muy importante una correcta rehabilitación y recuperación del paciente. Entre

está rehabilitación esta la prescripción adecuada que corresponda a las necesidades de cada uno

de los pacientes (2). Sin embargo, este proceso de rehabilitación no puede quedarse solo en la

adaptación:

“Finalmente, es necesario insistir en que el proceso de rehabilitación de este tipo de

pacientes no debe quedarse únicamente en el logro de la adaptación protésica como un

elemento de carácter material y sin contexto. Por el contrario, debe ser visto como un medio

que le permita al paciente amputado continuar desarrollándose como persona capaz de


Corral Londoño

8

incluirse nuevamente en su rol ocupacional, familiar y social, es decir, que la rehabilitación no

se debe limitar a un recuperación de tipo funcional” (2).

Así pues, se podría decir que el ciclismo podría llegar a ser una buena forma de rehabilitación para

personas que hayan sufrido algún tipo de amputación para trabajar los músculos del cuerpo en

general, incluidos los de la parte amputada, si es en los miembros inferiores sobre todo, trabajar el

equilibrio, la confianza, entre otros. Pero para esto, requerirían, igualmente, de una prótesis que

les ayude a pedalear y/o a cogerse del manubrio.

De esta forma, el objetivo principal de este proyecto, es la realización de una prótesis que le

permita a un paciente con amputación transfemoral, pedalear una bicicleta común. A

continuación se mostrarán los detalles de la selección de la población y el contexto en el que se

desarrolla.

1.2.1. Población

Las amputaciones más frecuentes son producto de algún tipo de trauma, ya sea un accidente

vehicular o por utilización de maquinaria industrial, quemaduras, entre otras. Para estos casos, se

toma la decisión de una amputación para, primero, remover la parte disfuncional del miembro

afectado y, segundo, para reconstruir la parte del miembro que quedo (de ahora en adelante

llamado muñón) de tal forma que sea lo más funcional posible (5).

Debido a que se le está quitando una porción del cuerpo a una persona, hay repercusiones sobre

el paciente tales como el dolor fantasma (dolor que el paciente siente sobre la parte del cuerpo

que ya no está), la sensibilidad de la zona afectada, la adhesión de las cicatrices, entre otros. Así

pues, para evitar estos efectos secundarios, la amputación se debe realizar de la manera más

óptima, tal que el corte se haga lo más distal del cuerpo posible para preservar la mayor cantidad

de miembro, la forma como se forma el muñón tenga un adecuado recubrimiento o

acolchamiento (5), además de una forma ya sea cilíndrica o cónica (2), para el mejor de los casos,

o irregular, en el peor.

Así pues, dentro de las amputaciones hay varios tipos dependiendo del lugar donde se efectúe el

corte. Existen las amputaciones de miembros superiores y las de miembros inferiores (Ver Figura

1).


9

Figura 1: Tipos de amputación para miembros superiores (Izquierda) e inferiores (Derecha) (7) (8).

Debido a que en este proyecto se desea trabajar con deportistas, más específicamente ciclistas, a

continuación se muestran las categorías en las que están clasificados según su discapacidad según

el Instituto Colombiano del Deporte.

“De acuerdo a la Unión Ciclística Internacional (UCI) la categoría de un ciclista se expresa por

medio de letras y números y no es transferible a otro deporte. La clase está indicada por la

inicial en ingles de ciclistas y una letra de acuerdo al tipo de bicicleta que utilice el deportista:

Handbike “H”, triciclo “T” y bicicleta “C”. El ultimo digito es un número que indica el nivel de

discapacidad, “1” indica la discapacidad más severa” (9).

Según el tipo de bicicleta, los atletas se dividen en subcategorías según su discapacidad. Para este

caso el punto de interés es el de bicicletas, los tipo “C”, los cuales están clasificados como se

muestra en la Figura 2 y Figura 3.

Ahora bien, teniendo en cuenta las clasificaciones mencionadas anteriormente, se seleccionan los

pacientes con amputación transfemoral, para la implementación de una prótesis deportiva. Según

la clasificación del Instituto Colombiano del Deporte, corresponderían a los de tipo C1, C2, y C3

debido a que solo se están teniendo en cuenta la discapacidad de tipo funcional, es decir, la

discapacidad por amputación transfemoral. Dentro de estas, se buscan atletas de tipo C3 ya que

son los que sufren de una discapacidad menos severa que los de las otras categorías. Aun así, no

se cierran las posibilidades de conseguir atletas de cualquier tipo que deseen colaborar en la toma

de datos y brindar retroalimentación de los diseños presentados durante el desarrollo del

proyecto.


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Figura 2: Clasificación de los atletas tipo “C” según su discapacidad neurológica, su coordinación, sus habilidades y su

fuerza muscular (9).

Figura 3: Clasificación de los atletas tipo "C" según su amputación y/o uso de prótesis (9).


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1.2.2. Situación Colombiana

Colombia es un país que se ha caracterizado a través de los años por su conflicto armado y su

violencia interna. Entre estos conflictos se encuentran tanto los enfrentamientos cuerpo a cuerpo

de guerrilleros y militares como los campos minados. Estos campos minados han condenado a

muchos colombianos: de 32 personas afectadas en el año 1990, pasaron a ser 2035 en el 2006, y

de este total el 72,5% fueron amputadas debido a la gravedad de su lesión (2).

Otro porcentaje de amputados, provienen de enfermedades tales como la diabetes. Para el 2004,

el 7,4 y 9,4% de la población adulta colombiana es diabética, y el 50% de ellos están en riesgo de

perder alguna de sus extremidades inferiores (3). Según Fernández, en su artículo expone que

para el 2004 de 200-300 personas por cada 100 mil habitantes sufre de amputación, los cuales

corresponden al 10% del total de discapacitados (3). Según el reporte del DANE para el 2005, el

6,4% de la población sufre al menos un tipo de discapacidad. De ese porcentaje, el 29,3% sufre

limitaciones para caminar (1).

A continuación se puede observar la frecuencia anual de victimas por minas antipersonal

reportada por la vicepresidencia colombiana hasta el 2008.

Según lo anterior, se considera que hay un porcentaje considerable de personas que necesitan una

rehabilitación y por tanto, enfrentar las complicaciones que esta discapacidad trae.

Figura 4: Frecuencia anual de víctimas por minas antipersonal MAP y municiones sin explotar MUSE para los años

1990 hasta Febrero del 2008 (10).


Corral Londoño

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1.3. Objetivos del proyecto

1.3.1. Objetivo general

Diseñar y construir una prótesis para personas que quieran montar en bicicleta y sufrieron de una

amputación transfemoral.

1.3.2. Objetivos específicos

Diseñar una prótesis que le permita a un ciclista de con amputación transfemoral

pedalear.

Construir una prótesis que le permita a un ciclista con amputación transfemoral

pedalear.


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2. Diseño conceptual

“Lo bueno del deporte es que siempre hay una meta. Cada día hay algo que mejorar... y es algo

que no tiene fin”.

Johan Cruyff

2.1. Requisitos y restricciones

Este proyecto consta de un diseño, para esto se definen algunos requerimientos que indiquen lo

que debe tener el diseño para cumplir con las necesidades del consumidor y unas restricciones

que limiten las posibles soluciones de diseño para el problema planteado.

Dentro de los requerimientos, primero, se define un diseño que pueda ser adaptable a una

bicicleta convencional de montaña. Esto implica que el diseño de la prótesis no requiera de

modificaciones especiales sobre la bicicleta.

Por otra parte, se busca la transmisión de potencia independiente de la forma que tenga la

prótesis. Es decir, no se espera que la prótesis se parezca a la extremidad que intenta reemplazar

sino que permita transmitir el movimiento desde el muñón hasta la bicicleta.

También es necesario que sea adaptable a cualquier tipo de muñón. Como se mencionó

anteriormente, dependiendo del daño en la pierna, el tipo de corte y la recuperación del paciente,

se pueden obtener diferentes formas y longitudes de muñón. Se busca entonces que la prótesis

diseñada pueda ser utilizada por la mayoría de tipos de muñón posible.

Por último, el diseño debe tener en cuenta que solo debe utilizar la potencia del piloto. Esto quiere

decir que no debe haber otro tipo de ayudas por parte de dispositivos de potencia como por

ejemplo los motores o volantes que ayuden en el movimiento del pedaleo.

Ahora bien, en cuanto a las restricciones se proponen los siguientes puntos. Primero, la prótesis

no debe afectar el equilibrio general del sistema. Este primer punto implica que la bicicleta no

puede perder estabilidad debido al peso de la prótesis. En dado caso de un desbalanceo, este debe

asegurar que el piloto no vaya a caer del lado del trauma sufrido. Además, se pretende utilizar la

mayor cantidad de piezas estándar. Esto se busca en el fin de facilitar el mantenimiento del

sistema en dado caso que así lo requiera. Por último, se busca que las piezas que no sean

estándar, sean fáciles de manufacturar, como se dijo anteriormente, en caso de necesitar

mantenimiento sea relativamente sencillo arreglar el problema presentado.


Corral Londoño

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2.2. Criterios de diseño

Según los requerimientos y restricciones mencionadas anteriormente, se definen los criterios de

diseño y el peso que estos tienen sobre el diseño final. Estos criterios se exponen a continuación:

Ergonomía (52%): La ergonomía involucra que el movimiento del piloto se conserve como

el movimiento natural del pedaleo aun con el trauma sufrido, por ejemplo el ángulo de la

cadera.

Movimiento (26%): Esto involucra estudiar los mecanismos en sí y el movimiento de los

mismos, reflejados en alguna variable medible, por ejemplo el ángulo de transmisión.

Bicicletas existentes (6%): Dependiendo de las modificaciones que se le deban realizar a la

bicicleta para el diseño será mejor uno u otro.

Bajo peso (6%): Esto indica que se escogerá el diseño que menor peso tenga.

Alto porcentaje de piezas estándar (5%): Entre mayor sea el número de piezas estándar

del diseño, este será más apto.

Fácil armado (5%): Se busca diseñar un sistema que sea de fácil armado en caso de ser

necesario quitarlo y ponerlo más de una vez. Esto se busca por comodidad del

consumidor.

2.3. Lluvia de ideas

Según estos requerimientos y restricciones, se tienen unos problemas puntuales para solucionar.

Cómo método de clasificación, se muestran a continuación preguntas planteadas para cada uno de

los problemas y posibles soluciones para los mismos.

¿Cómo acoplar el muñón al sistema para extraer la potencia del mismo?

Diseño de una lengüeta que sea sólo empujada por el muñón. Esta no estará amarrada al

muñón de ninguna forma. El punto de apoyo de esta lengüeta esta sobre el tubo de la silla

por medio de un pin que le permite rotar.

Diseño de un dispositivo parecido a una órtesis que amarra el muñón al sistema.

Utilizar el socket propio de cada uno de los pilotos.

¿Cómo transmitir la potencia desde el muñón hasta el plato?

Mecanismos de barras.

Correas y poleas.

Cadenas.

Guayas.

Sistemas hidráulicos.

¿Cómo ensamblar el accesorio a la bicicleta?

Abrazaderas o amarraderas.


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Tornillo que cruce el marco de la bicicleta.

Utilizar una adhesivo.

Bridas.

¿Cómo evitar que la bicicleta no se caiga del lado de la pierna faltante?

Instalar una rueda pequeña auxiliar sobre el eje de la llanta trasera.

Utilizar un apoyo auxiliar que salga del manubrio al ser accionado por el piloto con un

botón sobre el manubrio.

Poner un contrapeso al lado opuesto de la prótesis.

¿Cómo proteger al ciclista?

El diseño no debe tener puntas o filos cerca al piloto.

Mecanismo tapado con una carcasa.

2.4. Primeros diseños

Utilizando las soluciones dadas anteriormente como respuesta previamente, se proponen unos

primeros diseños que utilicen dichas soluciones. Estos primeros diseños se muestran a

continuación. Los diseños se clasifican en 4 tipos según el tipo de mecanismo: cadenas/poleas,

biela-manivela-pistón, sistema de barras con pivote sobre la barra superior, sistema de barras con

pivote sobre la barra inferior.

Figura 5: Diseño por cadenas o poleas.

Figura 6: Diseño biela-manivela-pistón.


Corral Londoño

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Figura 7: Diseño de sistema de barras con pivote en la barra superior.

Figura 8: Diseño de sistema de barras con pivote en la barra inferior.

Se puede observar que para todos los casos mostrados anteriormente, se busca resolver todos los

puntos planteados de diferentes maneras.

2.5. Simulaciones

Las soluciones propuestas en la sección de ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se

simulan en el software Working Model con el fin de conocer su comportamiento. Un primer

acercamiento se muestra en la Figura 9. Luego de realizar estas simulaciones, con el fin de

acercarse más a una posible solución, se incluye un marco de bicicleta como fondo para tener un

acercamiento geométrico.

Figura 9: Simulación de los mecanismos en Working Model.


17

Para los nuevos diseños propuestos (Ver Figura 10), se puede observar que no se incluyó un diseño

con cadenas o poleas. Esto se debe a que este diseño puede ser peligroso para el piloto en cuanto

a los engranajes y las cadenas. En cuanto a las poleas, el mantenimiento y ajuste de estas es

complejo por lo que se descartan de las soluciones.

En los siguientes diseños (Ver Figura 10), se muestra un cubo sobre el sillín de la bicicleta, el cual

corresponde a la cadera del piloto que se toma como pivote. En estos diseños no se tiene en

cuenta el acople del muñón al sistema ya que se quiere solo conocer el movimiento de los

mecanismos propuestos.

Para estos diseños, además se puede observar que para los que tienen un pivote sobre la barra

superior o inferior, el mecanismo invierte el movimiento. Esto quiere decir que cuando el piloto

empuja con el muñón, el pedal está siendo halado y viceversa. Estos sistemas se descartan por el

criterio de diseño de ergonomía ya que no conserva el movimiento natural del pedaleo (piernas

alternantes).

Figura 10: Segundos diseños propuestos. De Izquierda a Derecha, de Arriba a Abajo: Mecanismo similar al de las

ruedas de un tren. Sistema Manivela-Biela. Sistema de barras con pivote en la barra superior. Sistema de barras con pivote en la binferior.


Corral Londoño

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2.6. Diseños finales

En la sección anterior, se mostraron los problemas que tienen algunos de los mecanismos

propuestos como primeros diseños. A continuación se muestran los diseños finales escogidos para

ser analizados más detalladamente. En la Figura 11 se puede observar un diseño de un mecanismo

de 5 barras mas una corredera. Para el caso de la Figura 12, se puede observar que este es un

mecanismo que consta de 4 barras.

Se puede observar que en ambos casos, se tiene una palanca la cual va a ser empujada por el

muñón. Esta palanca se propone en el diseño como lo más larga posible, de tal forma que reduzca

la fuerza que debería ejercer el muñón para mover el mecanismo y la bicicleta.

Figura 11: Diseño con corredera.


19

Figura 12: Diseño de 4 barras.


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2.6.1. Angulo de transmisión

Para comenzar, es necesario definir el ángulo de transmisión para poder analizarlo. Así pues, este

ángulo se define como el formado entre el eslabón de salida y el acoplador. Para este el sistema

de corredera sería el ángulo entre la biela y la barra 3, y entre la biela y la barra 2 para el sistema

de 4 barras.

El ángulo de transmisión esta definido entonces como:

En la Figura 13 se muestra el ángulo de transmisión para cada uno de los mecanismos. Se puede

observar que para los dos mecanismos, el ángulo de transmisión tiene casi el mismo

comportamiento.

Figura 13: Ángulo de transmisión para cada uno de los mecanismos.

En la Figura 14 se puede observar el cambio en la transmisión de la fuerza en diferentes puntos del

pedaleo. Se muestra que desde la posición 16 hasta la 20, la transmisión de fuerza es muy

pequeña llegando a cero. Esto indica que en el movimiento normal del pedaleo se tienen puntos

“muertos”, puntos en los que no hay transmisión de potencia. En los diseños propuestos, se puede

observar que también se tienen puntos muertos. Sin embargo, estos no se toman como una falla

en el diseño planteado debido a que se demostró que estos puntos existen normalmente en el

pedaleo.

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400

Án

gulo

[°]

θ2 [°]

Ángulo de Transmisión

4 Barras

Corredera


21

Figura 14: Evolución de la fuerza en el pedaleo (11).

2.6.2. Angulo de la cadera

Ahora bien, en cuanto al ángulo de la cadera, según el artículo Eficiencia Mecánica de Pedaleo en

Ciclistas de Diferente Nivel Competitivo, se indica, basados en el diagrama de la Figura 15, que el

ángulo de la cadera durante el pedaleo está entre 0° y 45° (12).

Figura 15: Determinación de los ángulos analizados durante el pedaleo (12).

Para evaluar el ángulo de la cadera, se toma el ángulo mostrado en la Figura 11 y Figura 12. Los

resultados de ese ángulo se muestran en la Figura 16. Se puede observar que el sistema de


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corredera se mantiene, considerablemente, por debajo de los 45° mientras que el mecanismo de 4

barras supera los 45°.

Figura 16: Ángulo de la cadera para los dos diseños propuestos.

2.7. Acople prótesis-ciclista

Para acoplar el sistema de la prótesis al ciclista hay ciertos puntos que deben ser tenidos en

cuenta. El primero es que hay diferentes longitudes de muñón, ya sea porque la fisionomía de

cada persona es diferente o porque el corte realizado cambia para cada persona. Además, las

diferentes alturas de la personas implica que el pivote de cadera utilizado para las simulaciones,

cambia con cada altura lo cual podría afectar el correcto funcionamiento del sistema.

Para evitar estos problemas, se diseña una leva que mantenga un constante contacto entre el

muñón y la palanca del mecanismo. De esta forma, si se cambian las longitudes de pierna (para

efectos de la altura de silla y por tanto de altura del pivote de la cadera) y las longitudes del

muñón (para efectos del brazo de apoyo del ciclista sobre la prótesis) el mecanismo funciona

correctamente.

Para el diseño de la leva, se realiza un análisis del movimiento del punto de unión entre la barra 2

y la palanca. El comportamiento de este punto se encuentra reportado en la Figura 17. La curva

representada en esa figura corresponde al perfil que debería tener la leva para que toque la

palanca y el muñón en todos los instantes del movimiento. Debido a que se diseña esta leva con

un ángulo de cadera que varía desde 0° hasta 45° de tal forma que se corrija para el sistema de 4

barras este ángulo.

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

0 100 200 300 400

Án

gulo

[°]

θ2 [°]

Ángulo de la cadera

Corredera

4 Barras


23

Figura 17: Movimiento del punto de unión Barra 2-Palanca en coordenadas x y y.

2.8. Selección de diseño

Ahora bien, teniendo en cuenta todos los criterios de diseño, se selecciona uno de los dos diseños.

Figura 18: Comparación entre los diseños propuestos.

En cuanto al ángulo de transmisión, que cumple el criterio de movimiento, se puede observar que

es igual para ambos casos. Por esta razón, se puede decir que, entre estos dos diseños, no es un

factor determinante. En cuanto al ángulo de la cadera, se puede observar que el sistema de 4

barras esta considerablemente mayor a los 45° limitantes. Sin embargo, como se mencionó en la

sección anterior, la leva diseñada para el punto de unión entre la pierna y el mecanismo corrige el

error del ángulo de la pierna. Por esta razón, el ángulo de la cadera tampoco es un factor

determinante ya que ambos diseños cumplirían con el criterio.

Ahora, se tiene que el sistema de corredera tiene 5 apoyos mientras que el de 4 barras sólo tiene

3. Esto puede ser un factor determinante ya que se requiere buscar mayor número de puntos y

formas de sujeción a la bicicleta sin modificarla para poder sujetar el mecanismo. Así mismo, se

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60

y [m

m]

x [mm]

Movimiento del Punto de Unión Barra2-Palanca

Criterio Sistema de Corredera Sistema de 4 barras

Ángulo de trasmisión 0°-90° 0°-90°

Ángulo de la cadera 33° 67°

Número de apoyos 5 3

Número de barras 5 4


Corral Londoño

24

tienen más barras para el mecanismo de la corredera por lo que el peso puede aumentar

considerablemente, factor que no sería benéfico.

Por todo lo mencionado anteriormente, se selecciona el diseño de 4 barras para continuar con su

manufactura.


25

3. Diseño detallado

“Todos tus sueños pueden hacerse realidad si tienes el coraje para perseguirlos”.

Walt Disney

3.1. Materiales

Se escogen materiales como acero y aluminio para los diseños ya que son materiales comerciales

que se pueden conseguir fácilmente. Para el caso del acero, se escoge que sea inoxidable debido a

que es un mecanismo que va a estar expuesto al ambiente permanentemente por lo que se puede

oxidar fácilmente.

3.2. Uniones

Ahora bien, se escogen las uniones entre las barras. Debido a que transmite movimiento, se busca

que las pérdidas de potencia sean mínimas. Por esta razón se seleccionan rodamientos para todas

las uniones.

Para las uniones a la bicicleta, se diseñaron dos piezas específicas. La primera pieza, ensambla la

barra 2 con la biela de la bicicleta. Esta pieza consta de un eje por uno de sus extremos, y por el

otro, una base roscada, con la misma rosca que une el pedal a la biela. Esta pieza es de rosca

izquierda o derecha dependiendo del lado donde vaya a ser ensamblada la prótesis.

Figura 19: Unión entre la Barra 2 y la Biela (Ver Anexos)

La otra pieza que se diseña es la que sujeta la palanca a la bicicleta. Esta pieza se sujeta al

manubrio. Esta puede ser puesta del lado necesario para ensamblar la prótesis. Esta pieza tiene

una longitud específica para separar la prótesis del marco debido a que la barra 2 debe estar

alineada con la biela. Para mayor información acerca de las dimensiones, tolerancias, ensamble,

entre otros, del mecanismo, ver la sección de Anexos.


Corral Londoño

26

Figura 20: Unión entre la Palanca y la bicicleta (Ver Anexos).

3.3. Dimensionamiento

Para el dimensionamiento de las piezas, se utilizan los criterios de cortante y flexión para

determinar el diámetro de los ejes y las barras asumiendo un material. Se escogen barras de perfil

circular con el fin de poder ensamblar los rodamientos en ellas y que queden bien fijos.

Para el cálculo de estos diámetros y radios, se supone una deflexión máxima permitida de 1mm.

Los resultados obtenidos se muestran en la Figura 21.

Figura 21: Resultados del cálculo del diámetro de los pines y las barras.

Según los resultados obtenidos, se buscan los rodamientos más pequeños comerciales y los ejes

más pequeños comerciales. De estos se seleccionan los rodamientos de SKF 624-Z, los cuales

tienen un diámetro interno de 4mm y uno externo de 13mm. Con base en esto, se escogen ejes de

4mm y barras de 3/4in (19,05mm).

Debido a que los pines son muy largos (48mm), se le hace un cambio de sección en medio por dos

cosas. La primera es para aumentar el factor de seguridad en el centro debido a que es el punto

por el cual se sufre mayor deflexión. En segundo lugar, para utilizar este cambio como una

separación entre las barras y que estas no se vayan a golpear entre sí.

F [N] Material τ [Pa] d pin [mm] r pin [mm] r barra [mm]

113 Acero 175000000 0.907 1.145 6.621

Aluminio 172000000 0.915


27

Según las simulaciones en Working Model y Autodesk Inventor Professional 2014, se calculan las

longitudes de las barras. Debido a que se tienen dos posiciones diferentes para la barra 2, se

calculan los puntos donde van a ir instalados los rodamientos y los ejes. Las dimensiones de las

barras se encuentran en la Figura 22. Para mayor información acerca de las dimensiones,

tolerancias, ensamble, entre otros, del mecanismo, ver la sección de Anexos.

Figura 22: Longitudes totales de las barras del mecanismo seleccionado.

Dentro del dimensionamiento hay que tener en cuenta que el peso total de la prótesis no supere

el peso de una pierna. El peso de la porción de miembro perdido por una amputación puede llegar

a ser el 20% del peso total del cuerpo para el peor de los casos el cual corresponde a una

amputación del miembro inferior completo (Ver Figura 23). Si se tomaran personas entre los 60 y

90kg de peso corporal correspondería a 6,6-9,9kg de peso perdido si corresponde a un corte por

arriba de la rodilla. Por esta razón, se diseña con este parámetro: el peso de la prótesis no puede

superar el peso perdido por amputación de una persona.

Figura 23: Porcentaje y Proporción de peso perdido en una amputación (13).

L palanca [mm] L B2-92 [mm] L B2-100 [mm]

518.05 446.9 498.3


Corral Londoño

28

4. Manufactura

“Si ya sabes lo que tienes que hacer y no lo haces entonces estás peor que antes”.

Confucio

Ahora bien, para manufacturar las piezas, se utilizó el Centro de Mecanizado Computarizado, el

Torno, la Fresa, una curvadora y una sierra sin fin. Excepto el primero de los procedimientos, todos

son comunes y fáciles de conseguir por lo que, en caso de necesitar una reparación, es sencillo

realizarla.

Figura 24: Piezas manufacturadas terminadas

http://www.proverbia.net/citasautor.asp?autor=244


29

5. Resultados y pruebas

“Sólo juega, diviértete y disfruta el juego.”

Michael Jordan

Luego de manufacturar todas las piezas, se ensambla la prótesis a una bicicleta de montaña

convencional. En la Figura 25, Figura 26 y Figura 27 se puede observar el ensamble completo en

los software utilizados y de forma experimental.

Figura 25: Ensamble en Working Model.

Figura 26: Ensamble en Autodesk Inventor Professional 2014.


Corral Londoño

30

Figura 27: Prótesis terminada y ensamblada.

Figura 28: Resultados del diseño de 4 barras desarrollado.

Como se demostró anteriormente, el mecanismo cumple con los criterios de diseño de ángulo de

transmisión y ángulo de la cadera (Ver Figura 28). Ahora bien, en cuanto al número de piezas

estándar y manufacturadas, se puede observar que el 80% de las piezas son manufacturadas. Sin

embargo, los procedimientos para su manufactura son muy pocos y utilizan herramientas

comunes y fáciles de conseguir.

Por otra parte, se tiene la ventaja del amplio rango de longitudes de pierna para los cuales la

prótesis puede ser utilizada. En cuanto al costo, se observa que tiene un valor alrededor de los

$250.000.00 COP en su manufactura, esto realizando una sola unidad, lo cual es más costoso. Por

lo que, si se produce en masa, podría reducirse el costo aún más. Dentro de la revisión

bibliográfica realizada, se ha encontrado que el costo de las prótesis está cercano a los

$2.000.000.00 COP en adelante.

Materiales Acero Inoxidable y Aluminio

Número de Piezas 5 Manufacturadas 1 Estándar

Longitud Piernas [cm] 83-105

Peso [kg] 4

Costo [COP] $ 250.000.00

Tiempo de Instalación [min] 15


31

Para el tiempo de instalación, solo toma la demora de posicionar los pivotes e introducir los ejes

en los agujeros correspondientes. Por esta razón, no tomaría más de 15 minutos. Además, se

puede ensamblar para que pueda ser utilizada para el lado derecho o izquierdo sin ningún

inconveniente.

A pesar de que el diseño cumple con todos estos criterios, al momento de realizar las pruebas con

ayuda de una persona con una amputación transfemoral 1/3 proximal1, se tuvieron algunos

inconvenientes. El más importante de todos fue el acople del muñón a la prótesis. El tipo de

amarre utilizado para amarrar el muñón a la leva no aseguraba la unión correctamente. Por esta

razón, al paciente le costaba trabajo realizar fuerza sobre la leva para mover la prótesis.

Al haber tenido estos problemas, el sistema completo prótesis-bicicleta-ciclista no se pudo probar

correctamente. Aún así, el sistema prótesis-bicicleta sí pudo ser probado y su funcionamiento fue

el esperado según las simulaciones realizadas.

1 Amputación transfemoral 1/3 proximal indica el corte más cercano al cuerpo que se practica. Esto quiere

decir que el tamaño del muñón del paciente es de 1/3 de la longitud total de su fémur.


Corral Londoño

32

6. Conclusiones y proyecciones

“No seas el resultado de un pasado, sino la causa de un futuro”.

Lucca Capiotto.

6.1. Conclusiones

Tal como se especifica en la sección de objetivos, este proyecto buscaba el diseño y la

construcción de una prótesis que le permita, a un ciclista con amputación transfemoral, pedalear.

Estos objetivos fueron cumplidos de manera satisfactoria ya que, tal como se explica en la sección

¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. ¡Error! No se encuentra el origen de la

referencia., el diseño propuesto cumple con los requerimientos y las restricciones planteadas

inicialmente según las necesidades del proyecto y del usuario.

Además de cumplirlas, se demostró de forma experimental y por medio de simulaciones, el

correcto funcionamiento del sistema. Por lo cual se puede decir que no sólo en la parte teórica en

cálculos y simulaciones se obtuvieron resultados coherentes con lo planteado, sino que al llevarlo

a la parte experimental, a la construcción y la prueba, el mecanismo también funcionó

correctamente.

A pesar del correcto funcionamiento mecánico de la prótesis, la unión de esta con el usuario se

debe rediseñar para sacar mayor provecho de la potencia que este puede entregar. Se tuvo

problemas en esta unión debido a que conseguir un ciclista que cumpliera la condición de tener

una amputación transfemoral, no fue sencillo.

Aun así, durante las pruebas se observó que el ciclista requería de la utilización de su muñón, por

lo que se afirma que, al este tener movilidad, podría funcionar para la rehabilitación de las

personas que sufren una de estas amputaciones.

6.2. Proyecciones

Tal como se mencionó anteriormente, hubo una gran falencia en el diseño en la unión entre el

usuario y la prótesis. Por esta razón, se propone que sea una de los primeros arreglos que se le

realicen al diseño original.

Esta falencia se puede solucionar por medio de la utilización del mismo socket que tiene el

usuario. Este socket no se tuvo en cuenta para este diseño debido a que, al ser único y propio de

cada persona, se quería buscar un método de agarre tal que fuera aplicable a todos los tipos de

muñones para que no hubiera restricción de uso por esta razón. Sin embargo, se comprobó que es


33

necesario un mejor agarre del usuario y, por cuestiones físicas como dolor e incomodidad, se

sugiere que se realice un acople del socket al mecanismo.

Para el acople entonces del socket a la prótesis, posiblemente por las diferentes longitudes de

muñón, sea necesario pensar en diferentes tallas que pueda tener la leva según dicha longitud y el

punto de agarre.

Por otra parte, a pesar que el peso y el costo se encuentran en un rango considerablemente

bueno, se podrían buscar otros materiales que de pronto los reduzcan más.

En la parte geométrica, se pueden buscar algunos tipos de curvas que optimicen el movimiento,

las dimensiones del sistema, entre otros.


Corral Londoño

34

7. Bibliografía 1. DANE. Censo General 2005: Discapacidad: Personas con limitaciones permanentes. [En línea] 08

de Septiembre de 2006. [Citado el: 30 de Junio de 2013.]

http://www.dane.gov.co/files/censo2005/discapacidad.pdf.

2. El paciente amputado: condiciones en su proceso de rehabilitacion. Ospina, Jackeline y Serrano,

Fernando. Bogotá : Ciencias de la Salud, 2009, Vol. 7.

3. Fernández, Carlos. Sí hay salida para los amputados. [En línea] 19 de Abril de 2006. [Citado el:

25 de Junio de 2013.] http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-1992341.

4. Lower extremity muscle activity during cycling in adolescents with and without cerebral palsy.

Lauer, Richard, y otros, y otros. Philadelphia : ScienceDirect, 2007, Vol. 23.

5. Fuerzas Militares de Colombia Ejército Nacional Dirección de Sanidad. Manual para el

direccionamiento del manejo adminsitrativo y asistencial del personal militar en situación de

discapacidad por amputación, como parte del proceso de rehabilitación funcional. Bogotá : s.n.,

2009.

6. Pérdida de la densidad mineral ósea en la extremidad amputada de los soldados del Ejército

Nacion de Colombia, heridos en combate por acción de minas antipersona. Guzman Torres,

Antony Enrique, Leal Arenas, Fabian Alexander y Jimenez Juliao, Alberto. 1, Bogotá : Colombiana

de Medicina Física y Rehabilitación, 2009, Vol. 19.

7. Otto Bock HealthCare Andina Ltda. La amputación de las extremidades inferiores. [En línea]

[Citado el: 30 de Junio de 2013.]

http://professionals.ottobockus.com/cps/rde/xbcr/ob_us_en/Terapia_y_rehabilitacion_de_Miem

bro_Inferior.pdf.

8. Otto Bock HealthCare Andina Ltda. La amputación de las extremidades superiores. [En línea]


http://professionals.ottobockus.com/cps/rde/xbcr/ob_us_en/Terapia_y_Rehabilitacion_de_Miem

bros_Superiores.pdf.

9. Coldeportes. Guía deportiva. Guía básica de clasificación funcional. [En línea] [Citado el: 19 de

Junio de 2013.]

http://www.ifapa.biz/sites/default/files/guia__de_clasificacion_funcional_final.pdf.

10. Vicepresidencia Colombiana. Frecuencia anual de victimas por minas antipersonal MAP y

municiones sin explotar MUSE. Víctimas según condicion.1990- Febrero del 2008 . [En línea] 2010.


http://www.derechoshumanos.gov.co/Prensa/destacados/documents/2010/victimascondicion.pd

f.

11. Zabalza, I., y otros, y otros. Bicicleta con pedales de movimiento rectilíneo. [En línea] [Citado

el: 12 de Semptiembre de 2013.] http://www.imem.unavarra.es/isidro/articles/BicicletaDis.pdf.

12. García Lopez, J., y otros, y otros. Eficiencia mecánica de pedaleo en ciclistas de diferente nivel

competitivo. [En línea] 2009. [Citado el: 19 de Junio de 2013.]

http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/11973/1/01%20Eficiencia%20mec%C3%A1ni

ca%20de%20pedaleo%20en%20ciclistas%20de%20diferente%20nivel%20competitivo.pdf.


35

13. Estimacion del peso total en personas amputadas en miembros inferiores. Ciaffaroni Castro, D.,

y otros, y otros. 13, Junio de 2011, Revista electrónica de Ciencias Aplicadas al Deporte, Vol. 4.

14. Osorio Valencia, Juan Sebastian, Gomez Cardona, Sebastian y Restrepo Mejia, Sebastian.

Diseño y construcción de un pedal de bicicleta basado en sensores piezorresistivos para

determinar la fuerza resultante. [En línea] 12 de Agosto de 2007. [Citado el: 19 de Junio de 2013.]

http://revistabme.eia.edu.co/numeros/2/art/55-60.pdf.

15. García, Javier. Rotor y la salud de las rodillas del ciclista. [En línea] [Citado el: 19 de Junio de

2013.] http://www.plazadedeportes.com/imgnoticias/13912.pdf.

16. Olivito, Juan Manuel Castellote. Biomecánica de la extremidad inferior en el ciclista. [En línea]

[Citado el: 19 de Junio de 2013.] http://femede.es/documentos/Biomec_ciclismo_233_11.pdf.

17. Metric, Cycling. Bicicleta. [En línea] [Citado el: 19 de Junio de 2013.]

http://www.cyclingmetric.com/.

18. Español, Comité Paralímpico. Ciclismo. [En línea] Julio de 2009. [Citado el: 19 de Junio de

2013.]

http://www.paralimpicos.es/publicacion/ficheros/file/02Nueva%20Clasificacion%20Ciclismo%20P

aralimpico%20JULIO%202009.pdf.

19. Ergo, Id. Research and Devolpment in ergonomics. [En línea] [Citado el: 19 de Junio de 2013.]

http://www.idergo.es/presenta/ies1.php.

20. MoCap. Captura de movimientos electromagnéticos. [En línea] [Citado el: 19 de Junio de

2013.]

http://sabia.tic.udc.es/gc/Contenidos%20adicionales/trabajos/Peliculas/Mocap/tecnol.htm.

21. Seymour, Ron. Sports implications for the individual with a lower extremity prosthesis.

Prosthetics and Orthotics: Lower Limb and Spinal. Philadelphia : Lippincott Williams and Wilkins,

2002.


Corral Londoño

36

8. Anexos Los planos de todas las piezas manufacturadas se encuentran a continuación.

Lista de Partes

DescripciónMaterialPiezaCantidad

Número

Marco Benotto Polar 26Aluminio 6061Marco11

Shimano 170mmAcero Inoxidable 316Pedal12

Acero Inoxidable 316Palanca13

Acero Inoxidable 316Barra14

Aluminio 6061Leva15

Acero Inoxidable 316Soporte Manubrio16

Acero al carbonEje Pedal17

Acero Inoxidable 316Eje18

Referencia SKF 624-ZAcero 1022Rodamiento89

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

7

7

8

8

A A

B B

C C

D D

E E

F F

Proyección:

Escala: 1/4

Unidades: mm

Plano Explosionado


200822850

A2 Plano: 1 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica

Las piezas 1 y 2 no hacen

parte del diseño, se muestran

con el fin de indicar donde

van los soportes del prototipo.

Peso Total: 4.2kg.

Altura Máxima del Prototipo:

900mm.

Longitud Máxima del

Prototipo: 720mm.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Lista de Partes

DescripciónMaterialPiezaCantidad

Número

Marco Benotto Polar 26Aluminio 6061Marco11

Shimano 170mmAcero Inoxidable 316Pedal12

Acero Inoxidable 316Palanca13

Acero Inoxidable 316Barra14

Aluminio 6061Leva15

Acero Inoxidable 316Soporte Manubrio16

Acero al carbonEje Pedal17

Acero Inoxidable 316Eje18

Referencia SKF 624-ZAcero1022Rodamiento89

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

A A

B B

C C

D D

Proyección:

Escala: 1/4

Unidades: mm

Plano de Ensamble


200822850

A3 Plano: 2 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica

Las piezas 1 y 2 no hacen

parte del diseño, se muestran

con el fin de indicar donde

van los soportes del prototipo.

Peso Total: 4.2kg.

Altura Máxima del Prototipo:

900mm.

Longitud Máxima del

Prototipo: 720mm.

1

4

5

3

6

2

7

9

8

Sección E-E

Escala 1:4

Detalle F

Escala 1 : 1

Detalle G

Escala 1 : 1

E

E

F

G

Proyección:

Escala: 1/4

Departamento

de Ingeniería

Mecánica

Palanca


200822850

A4 Plano: 3 de 8

Tolerancias +0.05mm a menos

que se indique lo contrario.

Unidades: mm

Acero Inoxidable AISI 316.

Materia Prima: Barra 3/4in

(19.05mm) de diámetro.

538.20mm de longitud.

Proceso: Fresado y Taladrado.

N8-N9 a menos que se indique

lo contrario.

Todos los agujeros son iguales

a como se muestran en F y G.

13.00

7.00

3.00

8.00.01

20.00

.01

467.00

.01

538.20

A

.01 A,B

C

B

D

C

.01D

K7/h6

.01

G

C

14.30

N5

D

2.59

9.53

16.46

.01 .01

Sección D-D

Escala 1:4

Detalle E

Escala 1 : 1

Detalle F

Escala 1 : 1

D

D

EF

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

A A

B B

C C

D D

Departamento

de Ingeniería

Mecánica

Plano: 4 de 8

Barra 2


200822850

A4

Proyección:

Escala: 1:4

Unidades: mm

Todos los agujeros son

iguales a como se muestran

en los detalles E y F.



(19.05mm) de diámetro.

540mm de longitud.

Tolerancias +0,05mm a menos


Proceso: Fresado y Taladrado.


lo contrario.

540.00

3.00

8.00.01

13.00

7.00

22.00

.01

73.00

.01

520.00

.01

14.30

A

.01 A,B

C

.01

B

C

D

D

G

.01

.01D

20.00

.01

K7/h6

2.59

9.53

16.46

N5

C

C

D

.01

Proyección:

Escala: 1/4

Unidades: mm

Leva


200822850

A4 Plano: 5 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica

Tolerancias +0.05mm a

menos que se indique lo

contrario.

N8-N9 a menos que se

indique lo contrario.

2

00

.00

77.1°

25.0°

21.1°

R34.90

R28.25

R34.90

150.00

200.00

A

B

C

75.00

.1

.05 A

C

.05B

40.8°

Perfil Tubular de Aluminio 6063

1 1/8in de diámetro.

4mm de espesor.

Platina 5mm de espesor.

Proyección:

Escala: 1/4

Unidades: mm

Soporte Manubrio


200822850

A4 Plano: 6 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica




Materia Prima: Lámina calibre

5mm. 280mmx50mm.

Proceso: Doblado, Torneado y

Soldadura.

Ra N9 a menos que se indique

lo contrario.

25.40

4.00

50.00

8.00 MIN

26.31

85.00

5.00

170.00

.01

195.00

90.00.01

109.05

25.00

.01

D

.05 A

B

.1

A

A

C

B

C

.05 B,C

D

.05

H7/n6

25.00

.05N5

Sección A-A

Escala 1 : 1

A

A

Proyección:

Escala: 1:1

Unidades: mm

Eje Pedal


200822850

A4 Plano: 7 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica


Tolerancias +0.05mm a

menos que se indique lo

contrario.


(19.05mm) de diámetro. 62mm

de longitud.

Proceso: Torneado y Fresado.

N4-N5 a menos que se

indique lo contrario.

62.00

4.00

14.00

19.00

14.00

.01

24.00

14.00

15.00.01

M14x1.25

27.00

37.00

R2.00

R1.00x4

H7/n6

A

A

A

A

.05

.05

Proyección:

Escala: 2:1

Unidades: mm

Eje


200822850

A4 Plano: 8 de 8

Departamento

de Ingeniería

Mecánica




Materia Prima: Varilla 6mm de

diámetro. 48mm de longitud.

Proceso: Torneado.


lo contrario.

48.10

19.05

24.05

6.00 MIN

4.00

A

A .05A

.05

H7/n6

Diseño y Construcción de una Prótesis para Ciclistas con ...

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