WO2018036571A1 - Órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca - Google Patents

Órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca Download PDF

Info

Publication number
WO2018036571A1
WO2018036571A1 PCT/CO2017/000006 CO2017000006W WO2018036571A1 WO 2018036571 A1 WO2018036571 A1 WO 2018036571A1 CO 2017000006 W CO2017000006 W CO 2017000006W WO 2018036571 A1 WO2018036571 A1 WO 2018036571A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acrylic
piece
rivet
levers
articulated
Prior art date
Application number
PCT/CO2017/000006
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan David MORENO ARANGO
Julian Alberto MORENO ARANGO
Original Assignee
Moreno Arango Juan David
Moreno Arango Julian Alberto
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moreno Arango Juan David, Moreno Arango Julian Alberto filed Critical Moreno Arango Juan David
Publication of WO2018036571A1 publication Critical patent/WO2018036571A1/es

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/16—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles for hands or fingers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances

Definitions

  • the present invention relates to technological innovation in the area of health, consists of robotic orthoses to complement conventional physical therapy in patients with motor hand and wrist disabilities of any etiology, facilitating early passive mobilization in case of traumatic injuries and assisting active mobilization in case of chronic diseases.
  • Exoskeletons can act independently for the rehabilitation of a specific area, and they can also act together for the comprehensive rehabilitation of the hand and wrist. They differ from existing hand and wrist exoskeletons in terms of the skin orthosis interface, passive orthosis interface, active orthosis interface, and the electronic control module.
  • the robotic orthoses that the invention proposes have been specifically designed to allow passive and active rehabilitation of the hand and wrist, are composed of:
  • Orthosis-skin interface consists of leather and neoprene protectors designed exclusively to adapt orthosis to the skin and adjust the exoskeleton to the patient's hand and wrist;
  • Passive orthosis interface is made of a 19-gauge stainless steel metal part that is flexible to adapt the exoskeleton to the patient's wrist, with 3mm fixed acrylic pieces that serve as the basis of the servomotors, and with 3mm acrylic moving parts that they adapt to the anatomy of the hand and wrist, all the pieces are articulated by means of metal rivet-type shafts;
  • Active orthosis interface involves the actuators (servomotors) assembled in such a way that the angular displacement of the servo motor lever is transmitted to the acrylic parts and the fingers and hand fingers generate an angular displacement.
  • an Electronic Control Module is required that allows the operator to adjust the movement of the fingers of the hand in flexion - extension and grip, as well as the movements of the wrist in flexion - extension and rotation; In addition, it allows you to adjust the movement torque and bending times - extension from 2 to 10 seconds.
  • the control module has several components: 1) Switching Power Supply with inputs from 110 to 220 volts AC and with 5 volt DC outputs, are certified with international standards of electrical safety and electromagnetic compatibility. 2) Electronic Card programmed by flexible software to configure the movement of O at 90 degrees of both the phalanges of the fingers and the wrist. 3) Programming software in the language of the programming card to configure the movement of the servomotors.
  • Electronic Interface Card allows the interface between the digital and analog electronic elements of the system. 4) High brightness LED indicators to detect when the power supply is on, and when the exoskeletons are right or left hand. 5) Interconnection Nodes: very small electronic cards located at the level of the patient's forearm, to connect the cables leaving the power supply with the electronic components of the actuators.
  • PRO-Wix II Exoskeleton with 3 GDL for the wrist in flexion, extension, adduction, abduction and rotation.
  • PRO-Wix III Exoskeleton of 1 GDL for the wrist in flexion and extension.
  • PRO-DWix consists of the union of the PRO-Dix exoskeletons and the PRO-Wix exoskeleton, it has 7 GDL that allows to reproduce the complete movement of the hand and wrist.
  • - Orthotic Interface - leather It consists of neoprene pieces in the contact area between the acrylic pieces with the skin, from which leather straps are detached to be fixed to the surface of the hand and the forearm, adjusting by sailboat fabric at its ends;
  • the neoprene pieces protect the skin from the heat generated by the servomotors and from the friction of the skin with the acrylic pieces.
  • the protectors are made of materials used in the textile and orthopedic industry, such as leather, neoprene, sailboat and nylon thread.
  • the M1 part (wrist piece 1) is shown in fig. 7, is a C-shaped stainless steel metal structure (4), is located on the inside of the wrist, and is the support for attaching the exoskeleton of the first finger to the wrist.
  • the M2 part (wrist piece 2) is shown in fig. 8, is an acrylic structure in a square shape (5), is located on the inside of the wrist on the piece M1, and is the fixed base of the exoskeleton of the first finger.
  • Part M3 (piece on wrist 3) is represented in fig. 9, is a C-shaped acrylic structure (6), is located on the inside of the wrist on the piece M2, contains the servomotor D1 (351) that will be responsible for the rotation of the first finger.
  • the pieces MC1, MC2, MC3 are represented in figures 10,14,18 respectively, they are irregularly shaped acrylic structures (7, 11, 15), it is located on the dorsal side of I, II - III, and IV - V metacarpals respectively, are fixed with nylon wire to neoprene protectors on the metacarpals, contain the servomotors D2 (353), D3 (361) and D4 (369), which will be responsible for flexion and extension of the fingers
  • Parts FP1, FP2, FP3 are represented in Figures 11, 15, 19 respectively, are L-shaped acrylic structures (8, 12,
  • Parts PD1, PD2, PD3 are represented in figures 13, 17, 21 respectively, are linear acrylic scrubs (10, 14, 1.8), are located on the side faces of the other pieces. They are articulated by means of metal rivet-type axes at the level of the proximal end with the parts MC1, MC2, MC3; they are articulated by means of metal rivet type axes at the medial level with the parts FP1, FP2, FP3; and it is articulated by means of metal rivet-type axes at the level of the distal end with the pieces FD1, FD2, FD3. They are the acrylic levers that move the pieces FD1, FD2 and FD3.
  • the articular axes are represented in figures 42 and 43, are double-headed metal rivets, have a central cylindrical bar and two heads.
  • the forearm protector on the contact surfaces between the metal and acrylic pieces with the forearm skin corresponds to a neoprene fabric from which leather straps are detached that They secure the exoskeleton to the forearm and adjust using sailboat fabric at its ends.
  • the support of the hand on the palmar and dorsal side of the hand corresponds to a semi-hard foam rolled up to form a cylinder covered by textile leather fabric, which contains leather straps that form pods where the fingers of the hand and the exoskeleton leather straps.
  • the PA piece (forearm protector) is represented in figures 22, is shaped like a bracelet (19), is formed by a semi-tubular piece of neoprene (179) that is located on the dorsal face of the forearm, and two leather straps textile, a distal (177) and a proximal (178) that are joined by sewing with nylon thread to the outer side face of the semi-tubular piece (179) and fit with sailboat fabric to the inner side face of the semi-tubular piece ( 179).
  • the metal parts are assembled on the PA piece (19) the metal parts are assembled.
  • the SM Piece (hand support) is represented in Figures 29 and 30, has a cylindrical shape (26), is located on the ventral side of the hand, is composed of a semi-hard foam rolled forming a cylinder (244) that It is covered by textile leather; on the bases of the cylinder (242) there are some textile leather straps (241, 245); on the outer upper face of the cylinder there is a piece of arc-shaped neoprene (248) that contains two areas of sailboat fabric (239, 247) on the outer side, through this arc the fingers II, III, IV will pass and V of the hand; In the medial outer face of the cylinder there is also an arc-shaped textile leather strap (243) through which the I finger will pass of the hand.
  • the conical flanges (240, 246) will give the structure a more aesthetic appearance.
  • - Passive Orthosis Interface Made up of three pieces: 1) A metal piece in the form of a bracelet to stabilize the structure of the patient's forearm. 2) A fixed piece of acrylic to support the exoskeleton. 3) A movable acrylic part that contains the servomotors and moves over the fixed part back and forth. The acrylic pieces are assembled together using metal rivet axles.
  • Parts SM1 and SM2 are represented in Figures 23 and 37, are 19-gauge stainless steel metal structures in the form of a bracelet (20, 33) that are located on the dorsal surface of the forearm, and are the support for wrist exoskeletons. They are formed by a flat surface (188, 279) in rectangular form with rounded vertices; It contains lateral metal extensions in the form of anterior and posterior clamps, which have 3 mm holes to be assembled to the fixed acrylic pieces. They are covered by textile leather and are fixed by sewing nylon thread to the neoprene protector of the forearm.
  • the parts SFA1, SFA2 and SFA3 (fixed acrylic supports) are represented in figures 24, 38 and 41, are 3 mm acrylic structures in an arched shape (21, 34, 36) that are located on the dorsal face of the forearm on the metal supports; they consist of a rectangular flat surface (192, 284, 331) containing rectangular holes to be assembled to the acrylic moving parts by means of rivet-type shafts; They also contain curved lateral extensions to be assembled to the clamps of the metal parts by means of rivet-type shafts through the 3 mm holes at their ends.
  • the pieces SMA1, SMA2, SMA3 are represented in figures 25, 39, 40 and 42, are 3 mm acrylic structures in the shape of a ship (22, 35, 37), are formed by a base which is assembled by means of metal rivet-type shafts through 3 mm round holes to the rectangular holes of the acrylic fixed pieces, to allow the moving parts to move back and forth over the fixed parts; In addition, they have side boxes that contain 2 to 4 servomotors depending on the application, which are assembled on the internal faces by means of transparent double-sided mounting tape.
  • the metal shafts are represented in figures 35 and 36, are double-headed metal rivets, have a central cylindrical bar and two heads.
  • the Actuators are represented in Figures 31 and 43, corresponds to high power servomotors (27), with a torque of 36 to 44 kg / cm and with dimensions are 43.7 mm length, 22.4 mm width and 1.57 mm high. It presents the basal (254), lateral (253) faces, a surface with channel-like relief 1 mm high by 1 mm wide (252), a drive shaft (250), a space for the product label (251) .
  • the levers of the servomotors are represented in figures 32, 33 and 34, correspond to the levers of the servo motor, of different sizes according to the applications, are made up of a flattened body that contains 3 mm holes to join the levers Acrylic (23, 24, 25), also contains the 3 mm hole (255) to engage the drive shaft (250) of the servomotor (27).
  • the PAI part (internal acrylic lever) is shown in fig. 26, is a 3 mm arc-shaped acrylic structure (23), is formed by an arched part (220) of radius 9 in the lower arch and 11 mm radius in the upper arch, is 15 mm high, contains the 3 mm holes (225, 226) for the 3 mm holes (256, 258) of the lever (28) of the servomotor (27), using rivet-type shafts (43), also contains the 3 mm hole ( 221) to be assembled to the 3 mm hole (233) of the PAE part (24) by means of large rivet axles (42), in addition the distal end of the PAI part (23) has a curvature (224) with a radius of 5 mm extending to the horizontal part (223) with dimensions 35 mm long x 15 mm wide, where the 1.5 mm holes (222) are located to fix the textile leather strap (392) to the structure, the PAI piece ends (23) have a roundness with radius of 7.5 mm.
  • the PAE part (external acrylic lever) is shown in fig. 27, is a 3 mm arc-shaped acrylic structure (24), is formed by an arched part (227) of radius 9 in the lower arch and 11 mm radius in the upper arch, is 15 mm high, contains the 3 mm holes (228, 229) to be assembled to the 3 mm holes (256, 258) of the lever (28) of the servomotor (27), also contains the 3 mm hole (233) to be assembled to the hole of 3 mm (221) of the PAI piece (23) by means of a large metal rivet type shaft (42), in addition the distal end of the PAI piece (24) has a curvature with a radius of 5 mm (232) that extends towards the horizontal part (230) with dimensions 35 mm long x 15 mm wide, where the 1.5 mm holes (231) are located to fix the textile leather strap (393) to the structure, the ends of the PAI piece (24) have a roundness with radius of 7.5 mm.
  • the piece PAA (auxiliary acrylic lever) is represented in figure 28, it is a 3 mm arc-shaped acrylic structure (25), it is formed by an arched part (238) of radius 9 to 11 mm and with 15 mm high, contains the 3 mm holes (237, 236) at the proximal end to join the levers (408, 409) of the servo motors (404, 405) respectively, also contains the 3 mm hole (234) for assemble to the 3 mm holes (221, 228, 234) of the Internal, external or auxiliary acrylic levers (23, 24, 25) using a metal rivet type shaft.
  • Neoprene protectors and textile leather straps are designed to protect the patient's skin without restricting the arcs of joint movement, are easily applied to the patient, and allows the manufacture of small, medium, large and extralarge sizes.
  • the acrylic pieces are designed to support the servomotors, so that by exceeding the anatomical joint limits during the flexion or extension of the fingers of the hand or wrist, these pieces are broken to avoid dislocations.
  • the mechanism of multiple articulated pieces allows the angular movement of the proximal metacarpophalangeal and interphalangeal joints, ensuring that the movement of each finger in flexion and extension is achieved with a single servo motor.
  • Exoskeletons are inexpensive to guarantee patients' access to rehabilitation programs.
  • the device is simple, practical and safe, it has been implemented in an experimental way in post-surgical hand fracture patients and in patients with hand disability after cerebrovascular disease.
  • the device is safe for use as an institutional biomedical device and in the domestic environment.
  • Fig. 1 shows the dorsal face of the left hand with the trapezoidal neoprene protector (1), with dimensions of 50 mm in the oblique lines and 80 mm in the vertical lines, is located on the metacarpals II and III of the hand.
  • Textile leather straps (38 and 39) are drawn rectangular, with dimensions of 15 mm wide and 150 mm long, located on the proximal and middle phalanges of II and III fingers.
  • the textile leather straps (42) correspond to an upper belt of dimensions 110 mm long x 15 mm wide, and a lower belt of dimensions 200 mm long x 15 mm wide.
  • the textile leather straps (41) correspond to an upper belt of dimensions 150 mm long x 15 mm wide, and a lower belt of dimensions 250 mm long x 15 mm wide.
  • Fig. 2 shows union of the leather straps (38, 39, 41 and 42) at the level of the palm of the hand and wrist.
  • Fig. 3 shows the dorsal face of the left hand the trapezoidal neoprene protector (2), with dimensions of 50 mm in the oblique lines and 80 mm in the vertical lines, is located on the metacarpals II and III of the hand.
  • Textile leather straps (44 and 45) are drawn rectangular, with dimensions of 15 mm wide and 130 mm long, placed on the proximal and middle phalanges of the IV and V fingers.
  • the textile leather straps (47) correspond to an upper belt of dimensions 110 mm long x 15 mm wide, and a lower belt of dimensions 200 mm long x 15 mm wide.
  • the textile leather straps (46) correspond to an upper strap of dimensions 150 mm long x 15 mm wide, and to a lower belt of dimensions 250 mm long x 15 mm wide.
  • Fig. 4 shows the union of the leather straps (44, 45, 46 and 47) at the level of the palm of the hand and the wrist.
  • Fig. 5 shows the dorsal face of the left hand with the trapezoidal neoprene protector (3), with dimensions of 90 mm in the oblique lines and 70 mm in the vertical lines, located on the metacarpal I of the hand; Textile leather straps (52, 53) with dimensions 15 mm wide and 60 mm long are drawn, located on the proximal and distal phalanges of the first finger. Textile leather straps (49, 50) with dimensions 15 mm wide by 20 mm.
  • Fig. 7 shows the piece M1 in the form of "C” (4), corresponds to a stainless steel structure caliber 19 and 20 mm wide, with a vertical part (54) in rectangular shape with 5 cm height, continued by roundness at the ends (55) of radius 50 mm and by rectangular upper (57) and lower (56) parts 50 mm long.
  • Fig. 8 shows the piece M2 in square form (5), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, with lateral dimensions (58) of 40 x 40 mm, has a roundness in the corners (59) with a radius of 5 mm In addition a rectangular hole in the center (60) of 4 x 10 mm, to articulate it to the piece M3 (6).
  • Fig. 9 shows the piece M3 in the form of "C" (6), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, with a horizontal upper rectangular part (61) of 40x20 mm, which is continued on one of its major sides with a lateral vertical rectangular part (63) of 40x25 mm, which is continued with a lower horizontal rectangular part (65) of 40x40 mm, in whose center there is a rectangular hole (64) of 3x12 mm, all the corners of the piece have a roundness (66) of 5 mm radius.
  • This piece has an extension (62) in its upper part of 15 mm wide x 10 mm high, to prevent the movement of the servo motor D1 (351) contained inside.
  • Fig. 10 shows the irregularly shaped piece MC1 (7), corresponds to a 3 mm thick acrylic piece, whose horizontal rectangular base (79) with dimensions of 60x30 mm, continues with the oblique rectangular side part (70) with dimensions 40x30 mm, is inclined at 70 ° and contains a central hole (69) of 10 mm in diameter, where it is articulated with the axis of the servo motor D1 (351) as shown in fig. 57, and a 3 mm hole (68) to be assembled to the lever (352) by means of a rivet-type shaft.
  • the rectangular base is extended with a rounded extension of 10 x 15 mm (80).
  • the vertical rectangular side part (75) with dimensions of 60x15mm, has a hole of 4 mm (76) where it is articulated with the piece FP1 (8) by means of a small rivet type shaft
  • the rectangular base is continued with a rectangular area (36) inclined 30 degrees.
  • the lower vertical part (75) is continued at its proximal end with a semicircular part (73) with a 5 mm radius that has a 4 mm hole (74) at its outermost extension, with which the part PD1 is articulated ( 10) by means of a small rivet type shaft (358) as shown in fig. 61 to 63, in addition, the part MC1 (7) contains the servomotor D2 (353) as shown in fig. 58 to 63. All parts are continued using rounded surfaces (71, 78, 82) to give a better look to the piece.
  • Fig. 11 shows the piece FP1 in the form of "L" (8), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, whose rounded horizontal rectangular base (92) with dimensions of 25x55 mm, has 1 mm holes (90) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (52).
  • the continuous base with an inclination (89) of 7 mm radius, up to the vertical side part (84) with a height of 15 mm and a length of 75 mm, at its proximal end has a rectangular hole (85) of 4x17 mm to articulate with the lever (354) of the servomotor D2 (353) by means of a small rivet-type shaft (355) as shown in fig.
  • Fig. 12 shows the "L" shaped piece FD1 (9), corresponds to a 3 mm thick acrylic piece, whose rounded horizontal rectangular base (93) with dimensions 15x33 mm, has 1 mm holes (94, 101) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (53).
  • the continuous base with an inclination (100) of 5 mm radius, to the vertical lateral part (95) with a height of 15 mm and a length of 50 mm, at its proximal end has a rectangular hole (97) of 4x12 mm to articulate with the piece PD1 (10) by means of a medium rivet type shaft (360) as shown in fig.
  • 61 to 63 it has a hole of 4 mm (98) to articulate with the piece FP1 (8) by means of a shaft type small rivet (357) as shown in fig. 60 to 61.
  • the proximal end of the piece is found with a roundness (96) of 7.5 mm radius and the distal end (99) with a roundness of 5 mm radius. This piece is responsible for forcing the movement of the distal phalanx of the I finger.
  • Fig. 13 shows the piece PD1 with linear shape (10), corresponds to an acrylic piece of 3 mm thick, whose horizontal rectancular base (102) with dimensions of 15x65 mm, has a hole (103) of 4 mm in diameter to articulate to piece MC1 (7) by means of a small rivet-type shaft (358) as shown in fig. 61 to 63. It has a hole (107) of 4 mm in diameter to be articulated to the piece FP1 (8) by means of a large rivet type shaft (359) as shown in fig. 61 to 63, it has a hole (106) of 4 mm in diameter to be articulated to the part FD1 (9) by means of a medium rivet type shaft (360) as shown in fig. 61 to 63.
  • the proximal end has a roundness (104) of 5 mm radius and the distal end with a roundness (105) of 7.5 mm radius.
  • the piece PD1 (10) is articulated with all the parts MC1, FP1 and FD1, to transmit the movement of the lever (354) of the servo motor D2 (353) and to guarantee the harmonic movement of the phalanges of the I finger as shown in fig. 49 and 50.
  • Fig. 14 shows the irregularly shaped piece MC2 (11), corresponds to a 3 mm thick acrylic piece, whose horizontal rectangular base (116) with dimensions of 40x30 mm, the vertical upper rectangular side part (117) is continued with dimensions of 40x25 mm, the upper rectangular horizontal part (108) with dimensions of 40x20 mm is continued, which is continued with a part in the form of a vertical lateral flange (118) of 15x10 mm to prevent displacement of the D3 servomotor (361) .
  • Tine a vertical rectangular side part (114) with dimensions of 40x30 mm, which has a 4 mm hole (113) where it is articulated with the FP2 part (12) by means of a small rivet type shaft (364) as shown in fig .
  • the lower vertical part (114) is continued at its proximal end with a semicircular part (111) with a 5 mm radius that has a 4 mm hole (112) at its outermost extension, with which the PD2 part is articulated ( 14) by means of a small rivet type shaft (366) as shown in fig. 67 to 69, in addition, the part MC2 (11) contains the servomotor D3 (361).
  • Fig. 15 shows the piece FP2 in the form of "L" (12), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, whose rounded horizontal rectangular base (127) with dimensions of 25x60 mm, has 1 mm holes (129) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (38).
  • the base continues with an inclination (129) of 5 mm radius, up to the part vertical side (120) with a height of 15 mm and a length of 80 mm, at its proximal end it has a rectangular hole (122) of 4x17 mm to articulate with the lever (362) of the servo motor D3 (361) by means of a type axis small rivet (363) as shown in fig.
  • Fig. 16 shows the "L" shaped piece FD2 (13), corresponds to a 3 mm thick acrylic piece, whose rounded horizontal rectangular base (130) with dimensions 15x55 mm, has 1 mm holes (138) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (39).
  • the continuous base with an inclination (131) of 5 mm radius, to the vertical lateral part (132) with a height of 15 mm and a length of 55 mm, at its proximal end has a rectangular hole (134) of 4x15 mm to articulate with the piece PD2 (14) by means of a medium rivet type shaft (368) as shown in fig.
  • 67 to 69 it has a 4 mm hole (135) for articulating with the FP2 part (12) by means of a small rivet type shaft (365) as shown in fig. 66 to 69.
  • the proximal end of the piece is found with a roundness (133) of 5 mm radius and the distal end with a roundness (137) of 7.5 mm radius. This piece is responsible for forcing the movement of the distal phalanges of the II and III fingers.
  • Fig. 17 shows the piece PD2 with linear shape (14), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, whose horizontal rectancular base (141) with dimensions of 15x82 mm, has a hole (139) of 4 mm in diameter to articulate to part MC2 (11) by means of a small rivet type shaft (366) as shown in fig. 67 to 69, it has a hole (142) of 4 mm in diameter to be articulated to the piece FP2 (12) by means of a large rivet type shaft (367) as shown in fig. 67 to 69, and has a hole (144) of 4 mm in diameter to be articulated to the piece FD2 (13) by means of a medium rivet type shaft (368) as shown in fig.
  • the proximal end has a roundness (140) of 5 mm radius and the distal end with a roundness (143) of 5 mm radius.
  • the PD2 part (14) is articulated with all the parts MC2, FP2 and FD2, to transmit the movement of the lever (362) of the servo motor D3 (361) and guarantee the harmonic movement of the phalanges of the II and III fingers as shown in fig. fig. 52 and 53 • Fig.
  • the lower vertical part (154) is continued at its proximal end with a semicircular part (153) with a 5 mm radius that has a 4 mm hole (152) at its outermost extension, with which the PD3 part is articulated ( 18) by means of a small rivet type shaft (374) as shown in fig. 73 to 74, in addition, the part MC3 (15) contains the servomotor D4 (369).
  • Fig. 19 shows the piece FP3 in the form of "L" (16), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, whose rounded rectangular horizontal base (164) with dimensions of 25x50 mm, has 1 mm holes (157) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (44).
  • the continuous base with an inclination (163) of 5 mm radius, up to the vertical lateral part (162) with a height of 15 mm and a length of 70 mm, at its proximal end has a rectangular hole (161) of 4x17 mm to articulate with the lever (370) of the D4 servomotor (369) by means of a small rivet-type shaft (371) as shown in fig.
  • All corners of the piece meet with a roundness of 5 mm radius, the proximal end meets a roundness of 7.5 mm radius and the distal end with a roundness of 5 mm radius.
  • This piece is responsible for forcing the movement of the proximal phalanges of the IV and V fingers.
  • Fig. 20 shows the "L" shaped piece FD3 (17), corresponds to a 3 mm thick acrylic piece, whose rounded horizontal rectangular base (166) with dimensions 15x50 mm, has 1 mm holes (165) to be fixed with nylon thread to the neoprene protector (45).
  • the base continues with an inclination (170) of 5 mm radius, up to the part vertical side (169) with a height of 15 mm and a length of 50 mm, at its proximal end it has a rectangular hole (168) of 4x15 mm to articulate with the piece PD3 (18) by means of a medium rivet type shaft (376) as shown in fig.
  • 73 to 74 it has a 4 mm hole (167) for articulating with the FP3 part (16) by means of a small rivet-type shaft (373) as shown in fig. 72 to 74.
  • the proximal and distal ends of the piece meet with a roundness of 5 mm radius. This piece is responsible for forcing the movement of the distal phalanges of the IV and V fingers.
  • Fig. 21 shows the piece PD3 with linear shape (18), corresponds to a piece of acrylic 3 mm thick, whose horizontal rectancular base (173) with dimensions of 15x70 mm, has a hole (171) of 4 mm in diameter to articulate to piece MC3 (15) by means of a small rivet-type shaft (374) as shown in fig. 73 to 74. has a hole (174) of 4 mm in diameter to be articulated to the piece FP3 (16) by means of a large rivet-type shaft (375) as shown in fig. 73 to 74, and has a hole (176) of 4 mm in diameter to be articulated to the piece FD3 (17) by means of a medium rivet type shaft (376) as shown in fig. 73 to 74.
  • the proximal end has a roundness (175) of 5 mm radius and the distal end with a roundness (172) of 7.5 mm radius.
  • the piece PD3 (18) is articulated with all the parts MC2, FP2 and FD2, to transmit the movement of the lever (370) of the servo motor D4 (369) and guarantee the harmonic movement of the phalanges of the IV and V fingers as shown in fig. fig. 55 and 56.
  • Fig. 35 shows a medium or large rivet type shaft, has a metal head (141) with 10 mm diameter x 2 mm high, a metal bar (142) made of brass with dimensions 4 mm thick x 17 mm high (medium ) or 19 mm high (large), the bar has a head at its base (143) also brass, with 10 mm diameter x 2 mm high.
  • the metal head adjusts to the central bar to allow a circular axis of movement and secure the articulated acrylic pieces.
  • Fig. 36 shows a small rivet type shaft, has metal heads (269, 271) with 8 to 10 mm diameter x 1 mm high, a metal bar (270) with dimensions 3 to 4 mm thick x 7 to 8 mm height.
  • the metal head adjusts to the central bar to allow a circular axis of movement and secure the articulated acrylic pieces. .4.1.3 Active Orthosis Interface:
  • Fig. 33 shows the medium lever (29) of the servomotor (27), is made up of a flattened body (260), the base of the lever is 8 mm wide and the height is 35 mm. This lever will be used for all servomotors of hand orthoses.
  • Fig. 43 shows the assembly of the levers (29 and 30) at the level of the drive shaft (350) of the servomotor (27).
  • Fig. 44-46 show the assembly of the wrist pieces to the orthosis for the I finger: the piece M1 (4) attached to the piece M2 (5), the piece M2 (5) articulated to the piece M3 (6) by the rivet type shaft (350), the servo motor D1 (351) assembled in the M3 part (6), the lever (352) of! servomotor D1 (351) articulated to piece MC1 (7), Servomotor D2 (353) assembled in piece MC1 (7).
  • Fig. 47-49 show the assembly of the orthosis parts for the "PRO-Dix I" finger: part MC1 (7) containing the servomotor D2 (353), the lever (354) of the servomotor D2 (353) articulated a the piece FP1 (8) in the rectangular hole (85) by means of the rivet type shaft (355), the piece MC1 (7) articulated with the piece FP1 (8) by the rivet type shaft (356), the part FD1 (9 ) articulated with the FP1 part (8) by means of the small rivet type shaft (357), the PD1 part (10) assembled to the MC1 part (7) by the small rivet type axis (358), the assembled PD1 part (10) to piece FP1 (8) by means of the large rivet type shaft (359), piece PD1 (10) assembled to piece FD1 (9) by means of the medium rivet type shaft (360).
  • Fig. 50 shows in addition to that described for fig. 47-49, the articular mechanics of the different acrylic pieces, with the angular movement of the lever (354) of the D2 servo motor (353), move all the acrylic acrylic parts (8, 9, 10), with parallel axes to the metacarpophalangeal and interphalangeal joints of the first finger.
  • Fig. 51 - 52 show the assembly of the orthosis parts for the II and III fingers "PRO-Dix II”: the part MC2 (11) that contains the servo motor D3 (361), the lever (362) of the servo motor D3 (361) ), the FP2 part (12) articulated to the lever (362) at the level of the rectangular hole (122) by means of a rivet type shaft (363), the FP2 part (12) articulated to the MC2 part (11) by the type axis rivet (364), the FD2 part (13) articulated to the FP2 part (12) by means of a rivet type shaft (365), the PD2 part (14) articulated to the MC2 part (11) by the rivet type axis (366) , piece PD2 (14) articulated to piece FP2 (12) by means of the rivet type shaft (367), piece PD2 (14) articulated to piece FD2 (13) by means of the rivet type shaft (368).
  • Fig. 53 shows in addition to that described for fig. 51 and 52, the articular mechanics of the different acrylic pieces, with the angular movement of the lever (362) of the D3 servomotor (361), move all the acrylic acrylic parts (11, 12, 13), with parallel axes to the metacarpophalangeal and interphalangeal joints of the II finger.
  • Fig. 54 - 55 show the assembly of the orthosis parts for the IV and V fingers "PRO-Dix V": the MC3 part (15) that runs the D4 servo motor (369), the lever (370) of the D4 servo motor (369 ), the articulated piece FP3 (16) articulated to the lever (370) at the level of the rectangular hole (161) by means of a rivet-type shaft (371); the FP3 part (16) articulated to the MC3 part (15) by means of the rivet type shaft (372), the FD3 part (17) articulated to the FP3 part (16) by a rivet type axis (373), the PD3 part ( 18) articulated to the piece MC3 (15) by means of the rivet type shaft (374), the PD3 part (18) articulated to the FP3 part (16) by the rivet type axis (375), the PD3 part (18) articulated to the FD3 part (17) by means of the rivet type shaft (376).
  • the MC3 part that runs the D4
  • Fig. 56 shows in addition to that described for fig. 54 and 55, the articular mechanics of the different acrylic pieces, with the angular movement of the lever (370) of the D4 servo motor (369), move all the acrylic moving parts (16, 17, 18), with parallel axes to the metacarpophalangeal and interphalangeal joints of the V finger.
  • Fig. 57 shows the integration of the robotic orthoses of the fingers, forming a robotic orthosis for the hand.
  • the robotic orthosis "PRO-Dix” is made up of the “PRO-Dix I", the “PRO-Dix II” and the “PRO-Dix V” .4.2 Robotic Orthoses of the Wrist "PRO-Wix":
  • Fig. 22 shows the protector of the forearm or PA piece (19), is composed of a rectangular part (179) with dimensions of 90 x 110 mm, which is located in an arc shape over the forearm; It contains two textile leather straps (177 and 178) with dimensions of 130 x 35 mm, which are fixed by sewing with nylon thread on the outer side of the neoprene fabric (179) and adjusted by sailboat fabric to the face inner side of the same neoprene fabric (179).
  • Fig. 29 and 30 show the hand support or SM Piece (26), consisting of a semi-hard foam 100 mm wide x 200 mm long x 50 mm thick, which is rolled to form a cylinder (244), which is covered by textile leather; said cylinder has a flat surface in the bases (242) of circular shape with a diameter of 100 mm, followed by a conical area (240, 246) of 5 mm thickness; it contains a textile leather strap (241, 245) on each side, with dimensions of 110 x 10 mm; it contains on the cylindrical surface a textile leather strap (243) with dimensions of 20 x 30 mm, to form an arc through which the I finger passes, and contains on the cylindrical surface a neoprene strap (248) that extends from base to base of the cylinder, to form an arc where the I, II, III and IV fingers of the hand pass, said neoprene strap contains a proximal bib-shaped extension, to protect the patient's skin with the displacement of the
  • the f / ' g. 23 shows Part SM1 (20) in the form of a bracelet, corresponds to a 19-gauge stainless steel structure, is made up of a flat surface (188) in rectangular form from 90 to 100 mm in length and 30 to 40 mm in height, the vertices are rounded with a radius of 5 mm to avoid sharp surfaces; it has lateral metal extensions in the form of anterior clamps (181, 187) with dimensions 300 mm high by 200 mm wide and rear clamps (182, 185) with dimensions 400 mm high by 200 mm wide; It also has 3 mm holes (180, 183, 184, 187) located in the front and rear side metal clamps, by which it will be fixed to the SFA Part (21).
  • Fig. 24 shows Part SFA1 (21), it is an acrylic structure 3 mm in an arched shape (21), it is formed by a rectangular flat surface (192) with dimensions between 90 to 100 mm at the bases and 30 to 40 mm high , the edges of the rectangular surface are rounded with a radius of 5 mm; It has rectangular holes with dimensions of 35 x 4 mm (191, 195, 198), has curved lateral extensions (189, 196) that leave the base at an angle of 45 °, to join the front and rear clamps of the Part SM1 (20).
  • Fig. 25 shows the piece S A1 (22), which consists of a 3 mm acrylic structure in the shape of a ship (4), is formed by a flat surface (208), with dimensions between 110 to 120 mm in the bases and 45 mm high, on its distal side it has an anterior medial extension of 30 mm wide by 15 mm high, with edges that have a round radius of 5 mm; it has 3 mm holes (199, 209, 219) to fit SFA part (21); It has some "C" shaped side boxes, whose horizontal top face (201, 216) with dimensions 350 x 450 mm, the side face (203, 214) with dimensions 250 x 450 mm is continued, using a radius curvature 5 mm (202, 215), and joins the base (208 through a 5 mm radius curvature (204, 213); it also has lateral extensions (200, 206, 211, 217) with dimensions of 20 mm base x 15 mm high, which serve as clamps to the servomotors (381
  • Fig. 37 shows the SM2 part (33), which is a posterior extension of the SM1 part (20), contains lateral metal extensions in the form of anterior and posterior clamps which adjust this structure to the forearm; we observe the 3 mm holes (273, 275, 280, 281) with which it is assembled to the fixed piece of acrylic (34). • Fig.
  • part SFA2 which corresponds to a later extension of the part SFA1 (21), is an arc-shaped acrylic structure, has the rectangular distal (283) and proximal holes (288) that allow it to engage to the SMA2 part (35), it has curved side extensions (286, 290) and 3 mm holes (285, 287, 289, 282) to attach it to the SM2 part (33).
  • Fig. 39 and 40 show the SMA2 part (35) having the rectangular hole (300) and the 3 mm round hole (306) to be assembled to the SFA2 part (34); we observe the spaces (305 and 317) where a double-sided transparent tape is glued to adhere the piece to the servomotors (381, 382); and we also observe the rear space for the servomotor 396.
  • Fig. 41 shows the fixed acrylic support or SFA3 part (36) that has the rectangular holes (322, 328, 330) with dimensions of 35 x 4 mm, which allow the SFA3 part (36) to fit the SMA3 part (37 ) by means of rivet-type metal shafts, and it has 3 mm holes (140, 142, 143, 146) with which it will be assembled to the SM2 metal part (33).
  • Fig. 42 shows the mobile support of acrylic or piece SMA3 (37) which is a posterior extension of the piece SMA1 (22), has the holes of 3 mm (333, 340, 346), to be coupled to the piece SFA3 (36), It has the spaces (348, 337, 341, 345) where a double-sided transparent tape is glued to adhere the piece to the servomotors. .4.2.3 Active Orthosis Interface:
  • Fig. 32 shows the large lever (28) used in the servomotors of the wrist orthoses.
  • Fig. 34 shows the small lever (12) used only in the servomotor (186).
  • Fig. 26 shows the PAI Piece (23), which is an arc-shaped 3 mm acrylic piece (23), is formed by an arcuate part (220) of radius 9 to 11 mm with 15 mm height; it contains the 3 mm holes (225, 226) and the 3 mm holes (221); the distal end of the PAI Piece (23) has a curvature (224) with a radius of 5 mm that extends towards the horizontal part (223) with dimensions 35 mm long x 15 mm wide, in said extension (223) Find the 1.5 mm holes (222), the proximal and distal ends of the PAI Piece (23) have a roundness with a radius of 7.5 mm. There is a distance of 25 mm between the hole (225) and the hole (226); in addition, the hole (221) is 25 mm from the vertex (224).
  • Fig. 27 shows the PAE Piece (24), which is an arc-shaped 3 mm acrylic structure, is formed by an arched part (227) of radius 9 to 11 mm and 15 mm high, contains the holes 3 mm (228, 229) and the 3 mm hole (233); the distal end of the PAE Part (24) has a curvature with a radius of 5 mm (232) that is extends towards the horizontal part (230) with dimensions 35 mm long x 15 mm wide, in this extension (230) are the holes of 1.5 mm (231), the proximal and distal ends have a roundness with radius of 7.5 mm There is a distance of 25 mm between the hole (228) and the hole (229); and in addition, the hole (233) is 25 mm from the vertex (232).
  • Fig. 28 shows the auxiliary lever of acrylic or PAA part (25) that has 3 mm holes (236, 237) at the proximal end to assemble to the levers of the servomotors, and has the 3 mm hole (234) to assemble to the 3 mm hole (234) of another PAA Part (25).
  • Fig. 58 - 63 show the steps for the assembly of the Rhombic Orthosis Model I "PRO-Wix I”: the metal support piece SM1 (20) assembled to the fixed piece of acrylic piece SFA1 (21), through rivet-type metal shafts that go through the side holes (180, 183, 184, 187) of the metal part and the side holes (190, 193, 194, 197) of the fixed acrylic piece, leaving a 5 mm gap between the two two pieces; the part SFA1 (21) assembled to the mobile part of acrylic piece SMA1 (22), by means of rivet-type metal shafts (378, 379, 380) that cross the 3 mm holes (209, 218, 199) of the moving part of acrylic (22) and rectangular holes (195, 198, 191) of the fixed piece of acrylic; the servomotors (381 and 382) assembled in the acrylic moving part (22); the internal acrylic lever piece PAI (23) assembled to the lever (385) of the servomotor (381), by means of the metal rivet type shafts (388, 389
  • Fig. 64-66 show, in addition to what has been described above, the neoprene protector (19) coupled to the patient's forearm and assembled the rhombic orthosis of the Model I "PRO-Wix" wrist in different positions, representing the dynamics of wrist movement 45 ° in flexion, 45 ° in extension and position of 0 or degrees or neutral.
  • Fig. 67 - 70 show the steps for assembling the Model II "PRO-Wix II” Róbotic Orthosis: the SM2 piece metal support (33) assembled to the SFA2 part acrylic fixed support (34), using rivet-type metal shafts that go through the 3 mm holes (273, 275, 280, 281) of the metal part and the holes (282, 285, 287, 289) of the fixed acrylic piece, leaving a 5 mm gap between the two pieces; the fixed piece of acrylic SFA2 (34) assembled to the moving piece of acrylic piece SMA2 (35) by means of rivet-type shafts (394, 395) that cross the rectangular holes (383, 388) of the piece SFA2 and the rectangular hole (300 ) and round (306) of the SMA2 part (35); the servomotors (381, 382, 396) assembled to the acrylic boxes of the mobile support of acrylic piece SMA2 (35); the levers (385, 386) of the servomotors (381, 382) assembled to the internal and external acrylic levers (23, 24); the
  • Figures 71 - 74 show the steps for assembling the Model III "PRO-Wix III” Rhombic Orthosis: the metal support or SM2 part (33) assembled to the fixed acrylic or piezo SFA3 support (36), by means of rivet-type metal shafts that they pass through the 3 mm holes (273, 275, 280, 281) of the metal support and the 3 mm holes (323, 325, 326, 329) of the fixed acrylic support; the SFA3 part (36) assembled to the SMA3 part (37), by means of rivet-type metal shafts (400, 401, 402) that pass through the rectangular holes (322, 328, 330) of the acrylic fixed part and the round holes ( 333, 340, 346) of the acrylic moving part; the servomotors (403, 404, 405, 406) assembled to the mobile acrylic support piece SMA3 (37), the levers (407, 408, 409, 410) assembled to the servomotors; the internal (23) and external (24) acrylic levers assembled to the levers (4
  • Fig. 75 shows the assembly of the Model I Wrist Robotic Orthosis with the "PRO-Dix” robotic orthosis: the metal support (20) assembled to the fixed acrylic support (21), the mobile acrylic support (22) assembled to the support Fixed acrylic (21), the servomotors (381, 382) contained in the mobile acrylic holder (22), the levers (385, 386) of the servomotors assembled to the acrylic auxiliary levers (411, 412); the distal ends of the acrylic auxiliary levers (411, 412) assembled to the acrylic bases containing the "PRO-Dix” servomotors, parts MC2 (11) and MC3 (15), by means of a rivet-type metal shaft that crosses the 3 mm hole (235) of the acrylic auxiliary levers (411, 412) and the side faces (117, 156) of Parts MC2 (11) and MC3 (15) containing the servomotors (361, 369); We also observe the parts of the hand orthoses found on the proximal and medial phalanges of the
  • Fig. 76 shows the assembly of the Robotic Orthosis of the Model II "" PRO-Wix II “Wrist with the Robotic Orthosis” PRO-Dix “: the metallic support piece SM1 (33) assembled to the fixed acrylic support part SFA1 (34), the mobile acrylic support piece SMA1 (35) on the fixed acrylic support (34), the servomotors (381, 382, 389) contained in the mobile acrylic support (35), the large levers (385, 386) of the servomotors (381, 382) assembled to the acrylic auxiliary levers (411, 412); the servomotor (389) contained in the back box of the acrylic moving part (35); the distal ends of the acrylic auxiliary levers (411 , 412) assembled to the acrylic boxes containing the "PRO-Dix” servomotors, which correspond to part MC2 (11) and part MC3 (15), assembled by means of a rivet-type shaft (43) that crosses the hole 3 mm (235) of the acrylic auxiliary levers (411, 412) and the side faces (
  • Fig. 77 show in addition to that described for fig. 76, the robotic orthosis for the first finger to be assembled through the acrylic pieces (5, 7) to neoprene protectors located at the level of the patient's inner wrist.
  • Size Design They will be made in sizes S, M and L.
  • mm millimeters
  • the neoprene protector for the robotic orthosis of the II and III fingers is trapezoidal with dimensions of 50 mm in the oblique lines and 70 mm in the vertical lines, it has standard dimensions for all sizes.
  • the neoprene protectors for fingers II and III are rectangular with dimensions 15 mm wide x 25 mm long for S sizes, 15 mm wide x 35 mm long for M sizes, and 20 mm wide x 45 mm long for sizes L.
  • the neoprene protector for the robotic orthosis of the IV and V fingers with dimensions of 50 mm in the oblique lines and 70 mm in the vertical lines, has standard dimensions for all sizes.
  • Neoprene protectors for fingers IV and V are rectangular with dimensions 15 mm wide x 20 mm long for S sizes, 15 mm wide x 30 mm long for M sizes, and 20 mm wide x 40 mm long for sizes L.
  • the neoprene pieces for the I finger are rectangular with dimensions of 12 mm wide x 25 mm long for S sizes, 15 mm wide x 30 mm long for M sizes, and 17 mm wide x 35 mm long for sizes L.
  • the leather straps for the I finger are 15 mm wide x 50 mm long for S sizes, 17 mm wide x 70 mm long for M sizes, and 20 mm wide x 90 mm wide. length for sizes L.
  • the leather strap for the IV and V fingers are 15 mm wide x 90 mm long for S sizes, 15 mm wide x 100 mm long for M sizes, and 20 mm wide x 120 mm long for sizes L.
  • First phase Draw the molds of acrylic pieces in two dimensions (X, Y), it is recommended to draw them in Autocad software so that it can be read by the processors of the acrylic cutting machines.
  • the dimensions of the pieces correspond exactly to those previously described, they should be grouped in a single file so that all the pieces occupy the smallest possible space in a given area, without touching their edges.
  • Second phase (Acrylic sheet): Obtain the 3 mm acrylic pieces in the necessary dimensions so that all the drawn parts can be cut from the same sheet and in the same process, this will avoid wasting time and save on costs.
  • Acrylic offers the following benefits: it can be deformed to adapt the piece to the anatomy of the patient's hand, the pieces are fractured at the dubbing points when the servomotors exceed the anatomical joint limits of the fingers, an artistic appearance is achieved by design.
  • the PRO-Dix I robotic orthosis corresponds to the mechatronic structure that will give movement to the I finger, for this we will assemble the pieces M1 (4), M2 (5), M3
  • the servomotors adhere to the internal surfaces of the parts where they are contained, by means of transparent insulating tape with adhesive on both sides.
  • the PRO-Dix II robotic orthosis corresponds to the mechatronic structure that will give movement to the II and III finger, for this we will assemble the pieces MC2 (11), FP2 (12), FD1 (13) and PD1 (14), as described in fig. 64 to 69.
  • the servomotors adhere to the internal surfaces of the parts where they are contained, by means of transparent insulating tape with adhesive on both sides.
  • the PRO-Dix III robotic orthosis corresponds to the mechatronic structure that will give movement to the IV and V finger, for this we will assemble the pieces MC3 (15), FP3 (16), FD3 (17) and PD3 (18), as seen in fig. 70 to 74, according to the description of the drawings previously made.
  • the servomotors adhere to the internal surfaces of the pieces where they are contained, by means of transparent insulating tape with adhesive on both sides.
  • the PRO-Dix robotic orthosis corresponds to the mechatronic structure that will give movement to all the fingers of the hand or to the combination of two of the previous orthoses. It is necessary in case of rehabilitation for different fingers of the hand, as in the case of hand polytraumas, central or peripheral neurological lesions and musculotendinous lesions in the upper limb. In fig. 75 and 76 it is observed how is the link and the location of the orthoses separately, together forming a complete orthosis for the whole hand.
  • the robotic orthosis has servomotors, LED indicators, interconnection nodes, ribbon cables, copper cables with 19 gauge plastic cover, mega arduino electronic card, 10 K resistors, switching power supply, 12V small fan for the source, and power cables for hospital use.
  • the cables that leave the interconnection node towards the electronic controller are ribbon cables to carry the signal that controls the servomotor and 19 gauge cable for energy conduction.
  • the electronic control module corresponds to an chicken Mega 2560 card for the PRO-Dix orthosis (complete robotic orthosis of the hand), since for the PRO-Dix I - II - III an electrician UNO R3 card is required.
  • Regulated Power Supply Switching Power Supply, which are certified regulated power supplies for medical use, must meet international safety standards. To prevent overheating of the sources, a 12V fan must be placed on the central part of the power supply.
  • the forearm protector (19) it is sufficient to cut a rectangular piece of thick neoprene with dimensions 90 x 110 mm for size S, increasing to 110 x 140 mm for size M, 130 x 170 mm for size L, and 170 x 200 mm for size XL.
  • the dimensions 130 x 30 for size S are taken into account, increasing to 150 x 35 for size M, 175 x 35 for size L, and 200 x 35 for size XL.
  • the textile leather straps are sewn with nylon thread to the outer face of the neoprene fabric, at the free ends of the leather straps a rectangular area of sailboat fabric is sewn with nylon thread, so that it adheres to the inner face of the neoprene, forming a tubular space representing the forearm as shown in fig. 23 and 24.
  • the hand support (26) it is sufficient to cut a rectangular piece of semi-hard foam with dimensions of 100 mm wide x 200 mm long x 50 mm thick, then rolled up to form a cylinder (244), which will be covered with textile leather;
  • the dimensions of the foam vary according to each hand size as follows: 110 x 200 x 50 mm for size M, 120 x 220 x 50 for size L, 120 x 230 x 50 for size XL.
  • a textile leather belt (24, 245) with dimensions of 110 x 10 mm is located on the flat surface at the bases of the cylinder (242), and a textile leather belt (243) will be located on the curved surface of the cylinder.
  • the dimensions of the described components may vary from patient to patient, and it will be sufficient to take the patient's measurements and adjust the size of the pieces.
  • Robotic Wrist Orthosis Model I It corresponds to the mechatronic structure which will give movement to the wrist with a degree of freedom for small and medium hands (sizes S and M), for its manufacture we will follow the following steps:
  • Robotic orthosis of the Model II Wrist Corresponds to the mechatronic structure that will give movement to the wrist with three degrees of freedom, for its manufacture we will follow the steps described above, except that the parts corresponding to this model will be changed as follows : The metal part (20) is changed by the metal part (33), the fixed acrylic part (21) is changed by the fixed acrylic part (34) and the mobile acrylic part (22) is changed by the piece mobile acrylic (35).
  • Robotic orthosis of the Model III Wrist Corresponds to the mechatronic structure that will give movement to the wrist with a degree of freedom for large and very large hands (sizes L and XL), for its manufacture we will follow the steps described above, except that the parts corresponding to this model will be changed as follows: The metal part (20) is replaced by the metal part (33), the fixed acrylic part (21) is replaced by the fixed acrylic part (36) and the Mobile acrylic piece (22) is exchanged for mobile acrylic piece (37).
  • Interconnection node at the forearm level it is a small electronic card that receives all the cables from the servomotors and integrates them with the cables that come from the electronic control module.
  • the cables that leave the interconnection node towards the electronic controller are ribbon cables to carry the signal that controls the servomotor and 19 gauge cable for energy conduction.
  • the PRO-DWix robotic orthosis has passive rehabilitation applications of the hand and wrist of patients with some degree of disability of any etiology due to Neurological, Muscle, Tendinous, and Bone lesions.
  • the main benefit is for patients with functional sequelae of the hand due to Cerebrovascular Disease, Polyneuropathies, Spinal Traumas, Osteotendinous Traumas, and Demyelinating Diseases, among others).
  • the movement transmission mechanism can be used for all industrial processes that require robotic arms with repetitive movement in flexion, extension, grip and rotation.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

Las órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca son un conjunto de órtesis robóticas diseñadas para la rehabilitación pasiva y activa de los dedos de la mano y la muñeca, se componen de: una Interface órtesis-piel conformada por piezas de cuero y neopreno para proteger la piel del paciente; una Interface órtesis pasiva conformada por un piezas metálicas para acoplar el exoesqueleto a la muñeca del paciente, piezas fijas de acrílico que sirven de base a la estructura, y piezas móviles de acrílico que se articulan mediante ejes metalicos, para transmitir movimiento a la mano y la muñeca; una Interface órtesis activa conformada por servomotores que trasmiten el movimiento a las piezas móviles de acrílico, reproduciendo 7 grados de libertad al movimiento de la mano y la muñeca; y un Módulo de Control Electrónico conformado por fuente de aiimentacion conmutada, tarjetas electrónicas, e indicadores LED.

Description

TÍTULO: ÓRTESIS ROBÓTICAS PARA REHABILITACIÓN DE MANO Y MUÑECA
1. DESCRIPCIÓN DEL INVENTO:
1.1 Sector técnico: La presente invención se refiere a innovación tecnológica en el área de la salud, consiste en órtesis robóticas para complementar la terapia física convencional en pacientes con discapacidad motriz de mano y muñeca de cualquier etiología, facilitando la movilización pasiva temprana en caso de lesiones traumáticas y asistiendo la movilización activa en caso de enfermedades crónicas. Los exoesqueletos pueden actuar de forma independiente para la rehabilitación de un área específica, y también pueden actuar conjuntamente para la rehabilitación integral de la mano y la muñeca. Se diferencian de los exoesqueletos de mano y muñeca existentes en cuanto a la interface órtesis piel, interface órtesis pasiva, interface órtesis activa, y el módulo de control electrónico.
1.2 Técnica anterior: Desde los años 80 muchos investigadores han estado tratando de desarrollar manos robóticas destinadas a replicar las funciones de la mano humana. En la práctica, los exoesqueleto aplican fuerzas extemas a los dedos de la mano, con el fin de obligarlos a realizar una trayectoria determinada o para mejorar la fuerza que el dedo normalmente podría aplicar, de acuerdo a la totalidad de movimiento articular se definen los Grados de Libertad (GDL) propios de cada exoesqueleto. A continuación, hacemos referencia a la tecnología existente en exoesqueletos de mano y muñeca, las cuales tiene diferencias estructurales con respecto a nuestra invención:
1. M. Bouzit, G. Burdea, G. Popescu and R. Boian. "The Rutgers Master II New Design Force-Feedback Glove", IEEE/ASME Transactions On Mechatronics. 2002.
2. Stergiopoulos, P. Fuchs and C. Laurgeau. "Design of a 2-Finger Hand Exoskeleton for VR Grasping Simulation", Proceedings of EuroHaptics 2003. Dublin (Ireland).
3. Michael Mistry, Peyman Mohajerian, y Stefan Schaal. Arm Movement Experiments with joint space forcé fields using an exoskeleton robot. IEEE 9th ICORR. June 2005, Chicago, IL(USA).
4. M. Muías, M. Folgheraiter and G. Gini. "An EMG-controlled Exoskeleton for Hand Rehabilitation", IEEE 9th ICORR, June 28 - July 1 , 2005, Chicago, IL(USA).
5. Takahashi, L. Der-Yeghiaian, V.H. Le, S.C. Cramer. "A Robotic Device for Hand Motor Therapy After Stroke", IEEE 9th ICORR, June 28 - July 1 , 2005, Chicago, IL (USA).
6. H. Kawasaki, et al. "Development of a Hand Motion Assist Robot for Rehabilitation Therapy by Patient Self-Motion Control", IEEE 10th ICORR, June 12-15, 2007, Noordwijk, The Netherlands.
7. Rui C.C, et al. "Reach & Grasp Therapy: Design and Control of a 9 DOF Robotic Neuro- rehabilitation System", IEEE 10th ICORR, June 12.15, 2007, Noordwijk, The Netherlandnds.
A. Wege and G. Hommel. "Development and Control of a Hand Exoskeleton for Rehabilitation of Hand Injuries", IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics. December 2007, Sanya, China.
Y. Hasegawa, et al. "Five-Fingered Assistive Hand with Mechanical Compliance of Human Finger", IEEE ICRA, May 19-23, 2008, Pasadena, CA (USA).
M. Fontana, et al. "Mechanical design of a novel Hand Exoskeleton for accurate forcé displaying", IEEE ICRA, May 12-17, 2009, Kobe, Japan.
K. Tadano, et al. " Development of grip amplified glove using bi-articular mechanism with pneumatic artificial rubber muscle", IEEE ICRA, May 3 - 8, 2010, Anchorage, Alaska, USA.
Siam Charoenseang and Sarut Panjan, Universal Exoskeleton Arm Design for Rehabilitation, Journal of Automation and Control Engineering Vol. 3, No. 6, December 2015.
R. A. R. C. Gopura and K. Kiguchi, "Development of a 6DOF Upper-Limb Exoskeleton Robot," Int. Conf. on Inform. Automat. for Sustainability, Colombo, Sri Lanka, 2008, pp. 13-18.
A. Gupta and M. K. O'Malley, "Design of a haptic arm exoskeleton for training and rehabilitation," IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 11 , pp. 280-289, 2006.
M. Mihelj, T. Nef and R. Riener, "ARMin II-7 DOF Rehabilitation Robot: Mechanism and Kinematics," in Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automat., Roma, Italy, 2007, pp. 4120-4125.
S. J. Ball, I. E. Brown, and S. H. Scott, "A planar 3DOF robotic exoskeleton for rehabilitation and assessment,", in Proc. IEEE Int. Conf. on Eng. in Medicine and Biology Society, Lyon, France, 2007, pp 4024-4027.
E. Rocon, A. F. Ruiz, J. L. Pons, J. M. Belda-Lois, and J. J. Sanchez-Lacuesta, "Rehabilitation Robotics: A Wearable Exoskeleton for Tremor Assessment and Suppression," in Proc. Int. Conf. on Robotics and Automat., Barcelona, Spain, 2005, pp. 241-246.
H. Kobayashi and K. Hiramatsu, "Development of Muscle Suit for Upper Limb," in Proc. IEEE Int. Conf. on Robotics and Automat., vol. 3, New Orleans, USA, 2004, pp. 2480- 2485.2004.
D. Sasaki, T. Noritsugu, and M. Takaiwa, "Development of Active Support Splint Driven by Pneumatic Soft Actuator (ASSIST)," J. Robotics and Mechatronics, vol. 16, pp. 497- 502, 2004.
N. G. Tsagarakis and D. C. Caldwell, "Development and Control of a 'Soft-Actuated' Exoskeleton for Use in Physiotherapy and Training," J. Autonomous Robots, vol. 15, pp. 21-33, 2003.
21. Handmentor. http://www.handmentor.com/index.php?id=32
22. Hacoma. https://www.hocoma.com
23. Inmotion modelo 1. http://www.bioniklabs.com/products/inmotion-arm
24. Inmotion modelo 2. http://www.bioniklabs.com/products/inmotion-arm
25. Moreno A, Juan. Moreno A, Julián. Prototipo Exoesqueleto de Mano y Muñeca con Aplicaciones de Rehabilitación y Asistencia EMMRA -1. Iberdiscap 2015. Páginas 219 - 222. ISBN:978-956-9763-00-7
1.3 Divulgación de la Invención:
1.3.1 Descripción: Las órtesis robóticas que la invención propone han sido diseñadas específicamente para permitir la rehabilitación pasiva y activa de la mano y de la muñeca, se componen de: Interface órtesis-piel consiste de protectores de cuero y neopreno diseñados exclusivamente para adaptar la órtesis a la piel y ajustar el exoesqueleto a la mano y muñeca del paciente; Interface órtesis pasiva está fabricada con una pieza metálica en acero inoxidable calibre 19 que son flexibles para adaptar el exoesqueleto a la muñeca del paciente, con piezas fijas de acrílico 3mm que sirven de base de los servomotores, y con piezas móviles de acrílico 3 mm que se adaptan a la anatomía de la mano y la muñeca, todas las piezas están articuladas mediante ejes tipo remache metálicos; Interface órtesis activa involucra los actuadores (servomotores) ensamblados de tal forma que el desplazamiento angular de la palanca del servomotor se transmite a las piezas de acrílico y generan un desplazamiento angular los dedos de la mano y la muñeca.
Para el funcionamiento del dispositivo se requiere un Módulo de Control Electrónico que permite al operador graduar el movimiento de los dedos de la mano en flexión - extensión y prensión, al igual que los movimientos de la muñeca en flexión - extensión y rotación; además, permite graduar el torque del movimiento y los tiempos de flexión - extensión de 2 a 10 segundos. El módulo de control cuenta con varios componentes: 1) Fuente de Alimentación Conmutada con entradas de 110 a 220 voltios AC y con salidas de 5 voltios DC, son certificadas con estándares internacionales de seguridad eléctrica y compatibilidad electromagnética. 2) Tarjeta Electrónica programada por software flexible para configurar el movimiento de O a 90 grados tanto de las falanges de los dedos como de la muñeca. 3) Software de Programación en lenguaje de la tarjeta de programación para configurar el movimiento de los servomotores. 4) Tarjeta de Interface Electrónica: permite la interface entre los elementos electrónicos digitales y análogos del sistema. 4) Indicadores LED de alta luminosidad para detectar cuando la fuente de alimentación se encuentra encendida, y cuando los exoesqueletos son de mano derecha o izquierda. 5) Nodos de Interconexión: tarjetas electrónicas muy pequeñas ubicadas a nivel del antebrazo del paciente, para ¡nterconectar los cables que salen de la fuente de alimentación con los componentes electrónicos de los actuadores.
1.3.2 Problema técnico: La discapacidad es una problemática de salud pública mundial, específicamente la discapacidad de la mano y la muñeca ocasiona un costo económico alto en todos los países, más elevado por la pérdida de años de vida productiva que por los costos de tratamiento y rehabilitación. Los accidentes laborales, caídas de la bipedestación, lesiones deportivas y accidentes de vehículos, son causa frecuente de lesiones traumáticas osteotendinosas, neurológicas, y articulares, que afectan la funcionalidad de la mano y la muñeca. Aunque el tratamiento de estas lesiones involucra inmovilización, cirugía, medicinas, y terapia física, se presentan secuelas funcionales importantes a causa del edema, la cicatrización, el dolor y la rigidez articular.
1.3.3 Solución Planteada: Específicamente, la innovación tecnológica en salud que plantea el dispositivo biomédico prototipo es la creación de una estructura mecatrónica para permitir la rehabilitación de la mano y la muñeca. Dependiendo de los requerimientos de los pacientes, se diseñaron varios modelos de exoesqueletos mecatrónicos de mano y muñeca: 1) "PRO-Dix I": Exoesqueleto con 3 GDL para el primer dedo en rotación, flexión y extensión. 2) "PRO-Dix II": Exoesqueleto con 2 GDL para el segundo y tercer dedos en flexión y extensión. 3) "PRO-Dix V": Exoesqueleto con 2 GDL para el cuarto y quinto dedos en flexión y extensión. 4) "PRO-Wix I": Exoesqueleto con 1 GDL para la muñeca en flexión y extensión. 5) "PRO-Wix II": Exoesqueleto con 3 GDL para la muñeca en flexión, extensión, aducción, abducción y rotación. 6) "PRO-Wix III": Exoesqueleto de 1 GDL para la muñeca en flexión y extensión. 7) "PRO- DWix": consiste en la unión de los exoesqueletos PRO-Dix y el exoesqueleto PRO-Wix, cuenta con 7 GDL que permite reproducir el movimiento completo de la mano y de la muñeca.
1.3.3.1 Órtesis Robóticas para la Rehabilitación de la Mano "PRO-Dix":
- Interface Órtesis - Piel: Consiste en piezas de neopreno en el área de contacto entre las piezas de acrílico con la piel, de las cuales se desprenden .correas de cuero para fijarse a la superficie de la mano y el antebrazo, ajustándose mediante tela velero en sus extremos; las piezas de neopreno protegen a la piel del calor generado por los servomotores y del roce de la piel con las piezas de acrílico. Los protectores son fabricados de materiales utilizados en la industria textil y ortopédica, tales como cuero, neopreno, velero e hilo nylon.
- Interface Órtesis Pasiva: Consiste en piezas base de acrílico sobre los metacarpianos que dan soporte a los servomotores, piezas auxiliares de acrílico sobre las falanges proximales y media de los dedos, y piezas palanca de acrílico laterales a las demás piezas. Todas las piezas de acrílico están articuladas entre si para describir una trayectoria en flexión o extensión de los dedos según la dirección del movimiento angular del servomotor.
• Las pieza M1 (pieza en la muñeca 1) está representada en la fig. 7, es una estructura metálica de acero inoxidable en forma de C (4), se ubica en la cara interna de la muñeca, y es el soporte para fijar el exoesqueleto del primer dedo a la muñeca.
• La pieza M2 (pieza en la muñeca 2) está representada en la fig. 8, es una estructura de acrílico en forma cuadrada (5), está ubicada en la cara interna de la muñeca sobre la pieza M1, y es la base fija del exoesqueleto del primer dedo.
• La pieza M3 (pieza en la muñeca 3) está representada en la fig. 9, es una estructura de acrílico en forma de C (6), se ubicada en la cara interna de la muñeca sobre la pieza M2, contiene el servomotor D1 (351 ) que se encargará de la rotación del primer dedo.
• Las piezas MC1, MC2, MC3 (piezas sobre los metacarpianos) están representadas en las figuras 10,14,18 respectivamente, son estructuras de acrílico en forma irregular (7, 11 , 15), se ubicada sobre la cara dorsal del I, II - III, y IV - V metacarpianos respectivamente, están fijadas con hilo nylon a protectores de neopreno sobre los metacarpianos, contienen los servomotores D2 (353), D3 (361) y D4 (369), que se encargarán de la flexión y extensión de los dedos.
• Las piezas FP1, FP2, FP3 (piezas sobre las falanges proximales) están representada en las figuras 11 , 15, 19 respectivamente, son estructuras de acrílico en forma de L (8, 12,
16) , se ubicadas en la caras dorsales de la falanges proximales de los dedos I, II - III y IV - V respectivamente, están fijadas con hilo nylon a las correas de cuero sobre las falanges proximales de los dedos, se articulan con las palancas SD2, SD3, SD4 de los servomotores D2, D3, D4 respectivamente, y se articulan a nivel de las articulaciones metacarpofalángicas con las piezas MC1 , MC2 y MC3, para obligar a describir un movimiento en flexión y extensión de las falanges proximales de los dedos con el movimiento de los servomotores.
• Las piezas FD1, FD2, FD3 (piezas sobre las falanges mediales) están representadas en las figuras 12, 16, 20 respectivamente, son estructuras de acrílico en forma de L (9, 13,
17) , están ubicada en la cara dorsal de las falanges distal del I dedo, y mediales del II a V dedos, están fijadas con hilo nylon a protectores de neopreno. Se articulan con las piezas FP1 , PF2, FP3 a nivel de las articulaciones interfalángicas proximales del I, II y V dedos respectivamente, y se articulan en su extremo proximal con las piezas PD1 , PD2, PD3 respectivamente, para obligar a describir un movimiento de flexión y extensión a las falanges distal del I dedo y mediales del II, III, IV y V dedos.
• Las piezas PD1, PD2, PD3 (palancas de los dedos) están representadas en las figuras 13, 17, 21 respectivamente, son escructuras en acrílico en forma lineal (10, 14, 1.8), están ubicada en las caras laterales del las demás piezas. Se articulan mediante ejes tipo remache metálicos a nivel del extremo proximal con las piezas MC1 , MC2, MC3; se articulan mediante ejes tipo remache metálicos a nivel medial con las piezas FP1 , FP2, FP3; y se articula mediante ejes tipo remache metálicos a nivel del extremo distal con las piezas FD1 , FD2, FD3. Son las palancas de acrílico que mueven las piezas FD1 , FD2 y FD3.
• Los ejes articulares (remaches) están representados en las figuras 42 y 43, son remaches doblecabeza metálicos, tienen una barra cilindrica central y dos cabezas.
- Interface Órtesis Activa: Consiste en servomotores ensamblados en las piezas de acrílico sobre los metacarpianos MC1 , MC2 y MC3, cuyas palancas se articulan con las demás piezas de acrílico para transmitirles el movimiento angular del eje motriz del servomotor.
1.3.3.2 Órtesis Robóticas para la Rehabilitación de la Muñeca "PRO-Wix":
- Interface Órtesis - Piel: Conformada por dos piezas: 1 ) El protector del antebrazo en las superficies de contacto entre las piezas metálica y de acrílico con la piel del antebrazo, corresponde a una tela de neopreno de la cual se desprenden correas en cuero que aseguran el exoesqueleto al antebrazo y se ajustan mediante tela velero en sus extremos. 2) El soporte de la mano en la cara palmar y dorsal de la mano, corresponde a una espuma semidura enrollada hasta formar un cilindro cubierto por tela cuero textil, que contiene correas de cuero que forman vainas por donde pasan los dedos de la mano y las correas de cuero del exoesqueleto.
• La Pieza PA (protector del antebrazo) está representada en las figuras 22, tiene forma de brazalete (19), está conformada por una pieza semitubular de neopreno (179) que se ubica en la cara dorsal del antebrazo, y dos correas en cuero textil, una distal (177) y una proximal (178) que se encuentran unidas mediante costura con hilo nylon a la cara lateral externa de la pieza semitubular (179) y se ajustan con tela velero a la cara lateral interna de la pieza semitubular (179). Sobre la Pieza PA (19) se ensamblan las piezas metálicas.
• La Pieza SM (soporte de la mano) está representada en las figuras 29 y 30, tiene forma cilindrica (26), está ubicada en la cara ventral de la mano, está compuesta por una espuma semidura enrollada formando un cilindro (244) que está cubierto por cuero textil; en las bases del cilindro (242) se encuentran unas correas de cuero textil (241 , 245); en la cara superior externa del cilindro se encuentra una pieza de neopreno en forma de arco (248) que contiene en la cara extema dos zonas de tela velero (239, 247), a través de este arco pasarán los dedos II, III, IV y V de la mano; en la cara externa medial del cilindro también se encuentra una correa de cuero textil en forma de arco (243) por la cual pasará el I dedo de la mano. Los rebordes cónicos (240, 246) le dará una apariencia más estética a la estructura.
- Interface Órtesis Pasiva: Conformada por tres piezas: 1 ) Una pieza metálica en forma de brazalete para estabilizar la estructura al antebrazo del paciente. 2) Una pieza fija de acrílico para dar soporte al exoesqueleto. 3) Una pieza móvil de acrílico que contienen los servomotores y se desplazan sobre la pieza fija hacia delante y hacia atrás. Las piezas de acrílico se ensamblan entre sí mediante ejes tipo remache metálicos.
• Las piezas SM1 y SM2 (soportes metálicos) están representados en las figuras 23 y 37, son estructuras metálicas de acero inoxidable calibre 19 en forma de brazalete (20, 33) que se ubican en la superficie dorsal del antebrazo, y son el soporte para los exoesqueletos de la muñeca. Están conformadas por una superficie plana (188, 279) en forma rectangular con vértices redondeados; contiene extensiones metálicas laterales en forma de abrazaderas anteriores y posteriores, las cuales tienen agujeros de 3 mm para ensamblarse a las piezas fijas de acrílico. Se encuentran cubiertas por cuero textil y se fijan mediante costura de hilo nylon al protector de neopreno del antebrazo.
• Las piezas SFA1, SFA2 y SFA3 (soportes fijos de acrílico) están representados en las figuras 24, 38 Y 41, son estructuras de acrílico 3 mm en forma arqueada (21 , 34, 36) que se ubican en la cara dorsal del antebrazo sobre los soportes metálicos; están conformada por una superficie plana rectangular (192, 284, 331) que contienen orificios rectangulares para ensamblarse a las piezas móviles de acrílico mediante ejes tipo remache; contienen también extensiones laterales curvas para ensamblarse a las abrazaderas de las piezas metálicas mediante ejes tipo remache a través de los agujeros de 3 mm en sus extremos.
• Las piezas SMA1, SMA2, SMA3 (soportes móviles de acrílico) están representados en las figuras 25, 39, 40 y 42, son estructuras de acrílico 3 mm en forma de nave (22, 35, 37), están conformadas por una base que se ensambla mediante ejes tipo remaches metálicos a través de agujeros redondos de 3 mm a los agujeros rectangulares de las piezas fijas de acrílico, para permitir el desplazamiento hacia delante y hacia atrás de las piezas móviles sobre las piezas fijas; además, tienen cajas laterales que contienen de 2 a 4 servomotores según la aplicación, los cuales se ensamblan en las caras internas mediante cinta de montaje transparente doble cara.
• Los ejes metálicos (remaches) están representados en las figuras 35 y 36, son remaches doblecabeza metálicos, tienen una barra cilindrica central y dos cabezas.
- Interface Órtesis Activa: Contiene los tres elementos que dan movimiento al exoesqueleto: 1 ) Los actuadores son servomotores. 2) Las palancas de los servomotores. 3) Las palancas de acrílico que corresponden a piezas arqueadas que se unen a las palancas de los servomotores como una extensión de las mismas. Los Actuadores están representados en las figuras 31 y 43, corresponde a servomotores de alta potencia (27), con un torque de 36 a 44 kg/cm y con dimensiones son longitud de 43.7 mm, ancho de 22.4 mm y alto de 1.57 mm. Presenta las caras basal (254), laterales (253), una superficie con relieve tipo canales de 1 mm de alto por 1 mm de ancho (252), un eje motriz (250), un espacio para la etiqueta del producto (251).
Las Palancas de los servomotores están representadas en las figuras 32, 33 y 34, corresponden a las palancas propias del servomotor, de diferentes tamaños de acuerdo a las aplicaciones, están conformada por un cuerpo aplanado que contiene agujeros de 3 mm para ensamblarse a las palancas de acrílico (23, 24, 25), además contiene el agujero de 3 mm (255) para acoplarse al eje motriz (250) del servomotor (27).
La pieza PAI (palanca de acrílico interna) está representada en las fig. 26, es una estructura de acrílico 3 mm en forma de arco (23), está conformada por una parte arqueada (220) de radio 9 en el arco inferior y de radio 11 mm en el arco superior, tiene 15 mm de altura, contiene los agujeros de 3 mm (225, 226) para a los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca (28) del servomotor (27), mediante ejes tipo remache (43), también contiene el agujero de 3 mm (221 ) para ensamblarse al agujero de 3 mm (233) de la pieza PAE (24) mediante ejes tipo remache grandes (42), además el extremo distal de la pieza PAI (23) presenta una curvatura (224) con radio de 5 mm que se prolonga hacia la parte horizontal (223) con dimensiones 35 mm de largo x 15 mm de ancho, donde se encuentran los agujeros de 1,5 mm (222) para fijar la correa de cuero textil (392) a la estructura, los extremos de la pieza PAI (23) tienen una redondez con radio de 7,5 mm.
La pieza PAE (palanca de acrílico externa) está representada en las fig. 27, es una estructura de acrílico 3 mm en forma de arco (24), está conformada por una parte arqueada (227) de radio 9 en el arco inferior y de radio 11 mm en el arco superior, tiene 15 mm de altura, contiene los agujeros de 3 mm (228, 229) para ensamblarse a los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca (28) del servomotor (27), también contiene el agujero de 3 mm (233) para ensamblarse al agujero de 3 mm (221 ) de la pieza PAI (23) mediante un eje tipo remache metálico grande (42), además el extremo distal de la pieza PAI (24) presenta una curvatura con radio de 5 mm (232) que se prolonga hacia la parte horizontal (230) con dimensiones 35 mm de largo x 15 mm de ancho, donde se encuentran los agujeros de 1 ,5 mm (231) para fijar la correa de cuero textil (393) a la estructura, los extremos de la pieza PAI (24) tienen una redondez con radio de 7,5 mm.
La pieza PAA (palanca de acrílico auxiliar) está representada en la figura 28, es una estructura de acrílico 3 mm en forma de arco (25), está conformada por una parte arqueada (238) de radio 9 a 11 mm y con 15 mm de altura, contiene los agujeros de 3 mm (237, 236) en el extremo proximal para ensamblarse a las palancas (408, 409) de los servomotores (404, 405) respectivamente, también contiene el agujero de 3 mm (234) para ensamblarse a los agujeros de 3 mm (221 , 228, 234) de las palancas de acrílico Interna, externa o auxiliares (23, 24, 25) mediante un eje tipo remache metálico.
1.3.3.3 Órtesis Robóticas para la Rehabilitación de la Mano y la Muñeca "PRO-DWix":
Diseñada para unir cualquiera de los modelos de órtesis robóticas de muñeca "PRO-Wix" a la órtesis robóticas de la mano "PRO-Dix". Consiste en cambiar las palancas de acrílico internas y externas por la palanca de acrílico auxiliar, y reemplazar el soporte de mano por el exoesqueleto de mano.
- Interface Órtesis - Piel: Corresponde al protector del antebrazo, y se reemplaza el soporte de mano por los protectores de neopreno y correas de cuero de la órtesis robótica de mano "PRO-Dix".
- Interface Órtesis Pasiva: Corresponde a las piezas metálicas SM1 o SM2, a las piezas fijas de acrílico SFA1 , SFA2 o SFA3, y a las piezas móviles de acrílico SMA1 , SMA2 o SMA3.
- Interface Órtesis Activa: Solo se implementa la palanca auxiliar de acrílico pieza PAA como extensión de las palancas de los servomotores, ya que tiene un orificio de 3 mm (235) para ensamblarse a las bases de acrílico piezas MC2 y MC3 de las órtesis robóticas de la mano.
1.3.4 Ventaja Técnica que aporta la invención: Las principales ventajas que ofrece la órtesis robótica frente a los diseños existentes son:
- Es una innovación tecnológica que facilita el acceso a los programas de rehabilitación.
- Los protectores de neopreno y las correas de cuero textil están diseñadas para proteger la piel del paciente sin restringir los arcos de movimiento articular, son fácilmente aplicados al paciente, y permite la fabricación de tallas small, médium, large y extralarge.
- Las piezas de acrílico están diseñadas para dar soporte a los servomotores, de tal forma que al sobrepasar los límites anatómicos articulares durante la flexión o extensión de los dedos de la mano o de la muñeca, estas piezas se rompen para evitar luxaciones.
- El mecanismo de piezas articuladas múltiples permiten el movimiento angular de las articulaciones metacarpofalángicas e interfalángicas proximales, garantizando que con un solo servomotor se logre el movimiento de cada dedo en flexión y extensión.
- El sistema de palancas de acrílico arqueadas ensambladas a las palancas de los servomotores ubicados en el antebrazo y al soporte de la mano, permiten los movimientos de la mano, facilitando los movimientos de flexión y extensión de la muñeca.
- Los exoesqueletos están fabricados en materiales libianos para disminuir el peso de las órtesis, facilitando el movimiento a pacientes con discapacidad motriz.
Los exoesqueletos son de bajo costo para garantizar el acceso de los pacientes a los programas de rehabilitación. - El dispositivo es sencillo, práctico y seguro, se ha implementado de forma experimentan en pacientes posquirúrgicos de fractura de mano y en pacientes con discapacidad de mano posterior a enfermedad cerebrovascular.
- El dispositivo es segúro para su uso como equipo biomédico institucional y en el ambiente doméstico.
1.4 Descripción de los dibujos: a continuación, realizaremos una descripción gráfica utilizando el sistema internacional SI de la órtesis robótica, todas las imágenes de las órtesis robóticas de la mano están orientadas al exoesqueleto de la mano izquierda, y las de la órtesis de la muñeca para el exoesqueleto del lado derecho, es suficiente con invertir la orientación de cada pieza o figura para obtener el exoesqueleto del lado opuesto. Además, todas las dimensiones registradas en la descripción de los dibujos están basadas en las piezas para órtesis robóticas talla médium (M), en la parte de fabricación de la invención se describen la variación de tamaño en las piezas para las diferentes tallas small (S) y Large (L):
1.4.1 Órtesis Robóticas de la Mano "PRO-Dix":
1.4.1.1 Interface Órtesis - Piel:
• La fig. 1 muestra la cara dorsal de la mano izquierda con el protector de neopreno (1) de forma trapezoidal, con dimensiones de 50 mm en las lineas oblicuas y 80 mm en las lineas verticales, se ubica sobre los metacarpianos II y III de la mano. Se dibujan las correas de cuero textil (38 y 39) de forma rectangular, con dimensiones de 15 mm de ancho por 150 mm de largo, se ubican sobre las falanges proximales y medias del II y III dedos. Las correas de cuero textil (42) corresponden a una correa superior de dimensiones 110 mm de largo x 15 mm de ancho, y a una correa inferior de dimensiones 200 mm de largo x 15 mm de ancho. Las correas de cuero textil (41) corresponden a una correa superior de dimensiones 150 mm de largo x 15 mm de ancho, y a una correa inferior de dimensiones 250 mm de largo x 15 mm de ancho.
• La fig. 2 muestra unión de las correas de cuero (38, 39, 41 y 42) a nivel de la palma de la mano y la muñeca.
• La fig. 3 muestra la cara dorsal de la mano izquierda el protector de neopreno (2) de forma trapezoidal, con dimensiones de 50 mm en las lineas oblicuas y 80 mm en las lineas verticales, se ubica sobre los metacarpianos II y III de la mano. Se dibujan las correas de cuero textil (44 y 45) de forma rectangular, con dimensiones de 15 mm de ancho por 130 mm de largo, se ubican sobre las falanges proximales y medias del IV y V dedos. Las correas de cuero textil (47) corresponden a una correa superior de dimensiones 110 mm de largo x 15 mm de ancho, y a una correa inferior de dimensiones 200 mm de largo x 15 mm de ancho. Las correas de cuero textil (46) corresponden a una correa superior de dimensiones 150 mm de largo x 15 mm de ancho, y a una correa inferior de dimensiones 250 mm de largo x 15 mm de ancho.
• La fig. 4 muestra unión de las correas de cuero (44, 45, 46 y 47) a nivel de la palma de la mano y la muñeca.
• La fig. 5 muestra la cara dorsal de la mano izquierda con el protector de neopreno (3) de forma trapezoidal, con dimensiones de 90 mm en las lineas oblicuas y 70 mm en las lineas verticales, ubicado sobre el metacarpiano I de la mano; se dibujan las correas de cuero textil (52, 53) con dimensiones 15 mm de ancho por 60 mm de largo, ubicadas sobre las falanges proximal y distal del I dedo. Las correas de cuero textil (49, 50) con dimensiones 15 mm de ancho por 20 mm.
• La fig. 6 muestra unión de las correas de cuero (48, 49 y 50) a nivel de la palma de la mano y la muñeca. .4.1.2 Interface Órtesis Pasiva:
• La fig. 7 muestra la pieza M1 en forma de "C" (4), corresponde a una estructura de acero inoxidable calibre 19 y de 20 mm de ancho, con una parte vertical (54) en forma rectangular con 5 cm de altura, continuada por redondez en los extremos (55) de radio 50 mm y por partes rectangulares superior (57) e inferior (56) de 50 mm de longitud.
• La fig. 8 muestra la pieza M2 en forma cuadrada (5), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, con dimensiones laterales (58) de 40 x 40 mm, presenta una redondez en las esquinas (59) con un radio de 5 mm. Además un orificio rectangular en el centro (60) de 4 x 10 mm, para articularla a la pieza M3 (6).
• La fig. 9 muestra la pieza M3 en forma de "C" (6), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, con una parte rectangular horizontal superior (61) de 40x20 mm, que se continua en uno de sus lados mayores con una parte rectangular vertical lateral (63) de 40x25 mm, que se continua con una parte rectangular horizontal inferior (65) de 40x40 mm, en cuyo centro hay un orificio rectangular (64) de 3x12 mm, todas las esquinas de la pieza tienen una redondez (66) de 5 mm de radio. Esta pieza tiene una prolongación (62) en su parte superior de 15 mm de ancho x 10 mm de altura, para evitar el movimiento del servomotor D1 (351 ) contenido en su interior.
• La fig. 10 muestra la pieza MC1 con forma irregular (7), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal (79) con dimensiones de 60x30 mm, se continua con la parte lateral rectangular oblicua (70) con dimensiones de 40x30 mm, está inclinada a 70° y contiene un orificio central (69) de 10 mm de diámetro, donde se articular con el eje del servomotor D1 (351 ) como se muestra en la fig. 57, y un orificio de 3 mm (68) para ensamblarse a la palanca (352) mediante un eje tipo remache. Tine una parte lateral rectangular vertical (81) con dimensiones de 20x30 mm, que se continua con la parte superior rectangular horizontal (83), con dimensiones de 15x30 mm. La base rectangular se prolonga con una extensión redondeada de 10 x 15 mm (80). La parte lateral rectangular vertical (75) con dimensiones de 60x15mm, tiene un agujero de 4 mm (76) donde se articula con la pieza FP1 (8) mediante un eje tipo remache pequeño
(356) como se muestra en las fig. 59, y tiene unos agujeros de 1 mm (72) para fijarla al protector de neopreno (3), todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez (82) de 5 mm de radio. La base rectangular se continua con un área rectangular (36) inclinada 30 grados. La parte vertical inferior (75) se continua en su extremo proximal con una parte semicircular (73) con radio 5 mm que tiene en su prolongación más externa un agujero de 4 mm (74), con los que se articula a la pieza PD1 (10) mediante un eje tipo remache pequeño (358) como se muestra en las fig. 61 a 63 , además, la pieza MC1 (7) contiene al servomotor D2 (353) como se muestra en las fig. 58 a 63. Todas las partes se continúan mediante superficies redondeadas (71 , 78, 82) para dar un mejor aspecto a la pieza.
• La fig. 11 muestra la pieza FP1 con forma de "L" (8), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (92) con dimensiones de 25x55 mm, tiene los orificios de 1 mm (90) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (52). La base continua con una inclinación (89) de 7 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (84) con una altura de 15 mm y una longitud de 75 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (85) de 4x17 mm para articularse con la palanca (354) del servomotor D2 (353) mediante un eje tipo remache pequeño (355) como se muestra en las fig. 59 a 63, tiene un agujero de 4 mm (86) para articularse con la pieza MC1 (7) mediante un eje tipo remache pequeño (356) tal como se muestra en las fig. 59 a 63, tiene un agujero rectangular (87) de 22x4 mm, para articularse con la pieza PD1 (10) mediante un eje tipo remache mediano (359) como se muestra en las fig. 61 a 63, y tiene un agujero de 4 mm (88) para articularse con la pieza FD1 (9) mediante el eje tipo remache pequeño
(357) como se muestra en las fig. 60 a 63. Todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez (50) de 5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de la falange proximal del I dedo.
• La fig. 12 muestra la pieza FD1 con forma de "L" (9), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (93) con dimensiones de 15x33 mm, tiene los orificios de 1 mm (94, 101) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (53). La base continua con una inclinación (100) de 5 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (95) con una altura de 15 mm y una longitud de 50 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (97) de 4x12 mm para articularse con la pieza PD1 (10) mediante un eje tipo remache mediano (360) como se muestra en las fig. 61 a 63 , tiene un agujero de 4 mm (98) para articularse con la pieza FP1 (8) mediante un eje tipo remache pequeño (357) tal como se muestra en las fig. 60 a 61. El extremo proximal de la pieza se encuentran con una redondez (96) de 7,5 mm de radio y el extremo distal (99) con una redondez de 5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de la falange distal del I dedo.
• La fig. 13 muestra la pieza PD1 con forma lineal (10), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectancular horizontal (102) con dimensiones de 15x65 mm, tiene un agujero (103) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza MC1 (7) mediante un eje tipo remache pequeño (358) como se muestra en la fig. 61 a 63. tiene un agujero (107) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FP1 (8) mediante un eje tipo remache grande (359) como se muestra en la fig. 61 a 63, tiene un agujero (106) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FD1 (9) mediante un eje tipo remache mediano (360) como se muestra en la fig. 61 a 63. El extremo proximal cuenta con una redondez (104) de 5 mm de radio y el extremo distal con una redondez (105) de 7,5 mm de radio. La pieza PD1 (10) se encuentra articulada con todas las piezas MC1 , FP1 y FD1 , para transmitir el movimiento de la palanca (354) del servomotor D2 (353) y garantizar el movimiento armónico de las falanges del I dedo como se muestra en las fig. 49 y 50.
• La fig. 14 muestra la pieza MC2 con forma irregular (11), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal (116) con dimensiones de 40x30 mm, se continua con la parte lateral rectangular superior vertical (117) con dimensiones de 40x25 mm, se continua con la parte horizontal rectangular superior (108) con dimensiones de 40x20 mm, que se continua con una parte en forma de pestaña lateral vertical (118) de 15x10 mm para evitar el desplazamiento del servomotor D3 (361 ). Tine una parte lateral rectangular vertical (114) con dimensiones de 40x30 mm, que tiene un agujero de 4 mm (113) donde se articula con la pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache pequeño (364) como se muestra en las fig. 65 a 66, y tiene unos agujeros de 1 mm (110) para fijarla al protector de neopreno (1 ), todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez de 5 mm de radio. La unión de las diferentes partes es redondeada (109, 115) con un radio de 5 mm y 7 mm respectivamente para dar un aspecto más estético a la pieza. La parte vertical inferior (114) se continua en su extremo proximal con una parte semicircular (111) con radio 5 mm que tiene en su prolongación más externa un agujero de 4 mm (112), con los que se articula a la pieza PD2 (14) mediante un eje tipo remache pequeño (366) como se muestra en las fig. 67 a 69, además, la pieza MC2 (11) contiene al servomotor D3 (361).
• La fig. 15 muestra la pieza FP2 con forma de "L" (12), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (127) con dimensiones de 25x60 mm, tiene los orificios de 1 mm (129) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (38). La base continua con una inclinación (129) de 5 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (120) con una altura de 15 mm y una longitud de 80 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (122) de 4x17 mm para articularse con la palanca (362) del servomotor D3 (361) mediante un eje tipo remache pequeño (363) como se muestra en las fig. 65 a 69, tiene un agujero de 4 mm (123) para articularse con la pieza MC2 (11 ) mediante un eje tipo remache pequeño (364) tal como se muestra en las fig. 65 a 69, tiene un agujero rectangular (124) de 22x4 mm, para articularse con la pieza PD2 (14) mediante un eje tipo remache grande (367) como se muestra en las fig. 67 a 69, y tiene un agujero de 4 mm (125) para articularse con la pieza FD2 (13) mediante el eje tipo remache mediano (365) como se muestra en las fig. 66 a 69. Todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez (128, 126) de 5 mm de radio, el extremo proximal se encuentra con una redondez (121 ) de 7,5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de las falanges proximales del II y III dedos.
• La fig. 16 muestra la pieza FD2 con forma de "L" (13), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (130) con dimensiones de 15x55 mm, tiene los orificios de 1 mm (138) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (39). La base continua con una inclinación (131 ) de 5 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (132) con una altura de 15 mm y una longitud de 55 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (134) de 4x15 mm para articularse con la pieza PD2 (14) mediante un eje tipo remache mediano (368) como se muestra en las fig. 67 a 69, tiene un agujero de 4 mm (135) para articularse con la pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache pequeño (365) tal como se muestra en las fig. 66 a 69. El extremo proximal de la pieza se encuentran con una redondez (133) de 5 mm de radio y el extremo distal con una redondez (137) de 7,5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de las falanges distales del II y III dedos.
• La fig. 17 muestra la pieza PD2 con forma lineal (14), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectancular horizontal (141) con dimensiones de 15x82 mm, tiene un agujero (139) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza MC2 (11) mediante un eje tipo remache pequeño (366) como se muestra en la fig. 67 a 69, tiene un agujero (142) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache grande (367) como se muestra en la fig. 67 a 69, y tiene un agujero (144) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FD2 (13) mediante un eje tipo remache mediano (368) como se muestra en la fig. 67 a 69. El extremo proximal cuenta con una redondez (140) de 5 mm de radio y el extremo distal con una redondez (143) de 5 mm de radio. La pieza PD2 (14) se encuentra articulada con todas las piezas MC2, FP2 y FD2, para transmitir el movimiento de la palanca (362) del servomotor D3 (361) y garantizar el movimiento armónico de las falanges del II y III dedos como se muestra en las fig. fig. 52 y 53. • La fig. 18 muestra la pieza MC3 con forma irregular (15), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal (1148) con dimensiones de 40x30 mm, se continua con la parte lateral rectangular superior vertical (156) con dimensiones de 40x25 mm, se continua con la parte horizontal rectangular superior (145) con dimensiones de 40x20 mm, que se continua con una parte en forma de pestaña lateral vertical (146) de 15x10 mm para evitar el desplazamiento del servomotor D4 (369). Tine una parte lateral rectangular vertical (154) con dimensiones de 40x30 mm, que tiene un agujero de 4 mm (151 ) donde se articula con la pieza FP3 (16) mediante un eje tipo remache pequeño (372) como se muestra en las fig. 71 a 74, y tiene unos agujeros de 1 mm (155) para fijarla al protector de neopreno (2), todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez de 5 mm de radio. La unión de las diferentes partes es redondeada (147, 149) con un radio de 5 mm y 7 mm respectivamente para dar un aspecto más dinámico a la pieza. La parte vertical inferior (154) se continua en su extremo proximal con una parte semicircular (153) con radio 5 mm que tiene en su prolongación más externa un agujero de 4 mm (152), con los que se articula a la pieza PD3 (18) mediante un eje tipo remache pequeño (374) como se muestra en las fig. 73 a 74, además, la pieza MC3 (15) contiene al servomotor D4 (369).
• La fig. 19 muestra la pieza FP3 con forma de "L" (16), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (164) con dimensiones de 25x50 mm, tiene los orificios de 1 mm (157) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (44). La base continua con una inclinación (163) de 5 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (162) con una altura de 15 mm y una longitud de 70 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (161 ) de 4x17 mm para articularse con la palanca (370) del servomotor D4 (369) mediante un eje tipo remache pequeño (371 ) como se muestra en las fig. 71 a 74, tiene un agujero de 4 mm (160) para articularse con la pieza MC3 (15) mediante un eje tipo remache pequeño (372) tal como se muestra en las fig. 71 a 74, tiene un agujero rectangular (159) de 20x4 mm, para articularse con la pieza PD3 (18) mediante un eje tipo remache grande (375) como se muestra en las fig. 73 a 74, y tiene un agujero de 4 mm (158) para articularse con la pieza FD3 (17) mediante el eje tipo remache mediano (373) como se muestra en las fig. 72 a 74. Todas las esquinas de la pieza se encuentran con una redondez de 5 mm de radio, el extremo proximal se encuentra con una redondez de 7,5 mm de radio y el extremo distal con una redondez de 5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de las falanges proximales del IV y V dedos.
• La fig. 20 muestra la pieza FD3 con forma de "L" (17), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectangular horizontal redondeada (166) con dimensiones de 15x50 mm, tiene los orificios de 1 mm (165) para fijarse con hilo nylon al protector de neopreno (45). La base continua con una inclinación (170) de 5 mm de radio, hasta la parte lateral vertical (169) con una altura de 15 mm y una longitud de 50 mm, en su extremo proximal tiene un orificio rectangular (168) de 4x15 mm para articularse con la pieza PD3 (18) mediante un eje tipo remache mediano (376) como se muestra en las fig. 73 a 74, tiene un agujero de 4 mm (167) para articularse con la pieza FP3 (16) mediante un eje tipo remache pequeño (373) tal como se muestra en las fig. 72 a 74. Los extremos proximal y distal de la pieza se encuentran con una redondez de 5 mm de radio. Esta pieza se encarga de forzar el movimiento de las falanges distales del IV y V dedos.
• La fig. 21 muestra la pieza PD3 con forma lineal (18), corresponde a una pieza de acrílico de 3 mm de grosor, cuya base rectancular horizontal (173) con dimensiones de 15x70 mm, tiene un agujero (171) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza MC3 (15) mediante un eje tipo remache pequeño (374) como se muestra en la fig. 73 a 74. tiene un agujero (174) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FP3 (16) mediante un eje tipo remache grande (375) como se muestra en la fig. 73 a 74, y tiene un agujero (176) de 4 mm de diámetro para articularse a la pieza FD3 (17) mediante un eje tipo remache mediano (376) como se muestra en la fig. 73 a 74. El extremo proximal cuenta con una redondez (175) de 5 mm de radio y el extremo distal con una redondez (172) de 7,5 mm de radio. La pieza PD3 (18) se encuentra articulada con todas las piezas MC2, FP2 y FD2, para transmitir el movimiento de la palanca (370) del servomotor D4 (369) y garantizar el movimiento armónico de las falanges del IV y V dedos como se muestra en las fig. fig. 55 y 56.
• La fig. 35 muestra un eje tipo remache mediano o grande, cuenta con cabeza metálico (141) con 10 mm de diámetro x 2 mm de altura, una barra metálica (142) fabricada en latón con dimensiones 4 mm de grosor x 17 mm de altura (mediano) o 19 mm de altura (grande), la barra posee una cabeza en su base (143) también latón, con 10 mm de diámetro x 2 mm de altura. La cabeza metálico se ajusta a la barra central para permitir un eje de movimiento circular y asegurar las piezas de acrílico articuladas.
• La fig. 36 muestra un eje tipo remache pequeño, cuenta con cabezas metálicas (269, 271 ) con 8 a 10 mm de diámetro x 1 mm de altura, una barra metálico (270) con dimensiones 3 a 4 mm de grosor x 7 a 8 mm de altura. La cabeza metálica se ajusta a la barra central para permitir un eje de movimiento circular y asegurar las piezas de acrílico articuladas. .4.1.3 Interface Órtesis Activa:
• La fig. 33 muestra la palanca mediana (29) del servomotor (27), está conformada por un cuerpo aplanado (260), la base de la palanca tiene 8 mm de ancho y la altura es de 35 mm. Esta palanca se utilizará para todos los servomotores de las órtesis de mano.
• Las fig. 43 muestra el ensamblaje de las palancas (29 y 30) a nivel del eje motriz (350) del servomotor (27). Las fig. 44 - 46 muestran el ensamblaje de las piezas de la muñeca a la órtesis para el I dedo: la pieza M1 (4) unida a la pieza M2 (5), la pieza M2 (5) articulada a la pieza M3 (6) mediante el eje tipo remache (350), el servomotor D1 (351) ensamblado en la pieza M3 (6), la palanca (352) de! servomotor D1 (351) articulada a la pieza MC1 (7), el Servomotor D2 (353) ensamblado en la pieza MC1 (7).
Las fig. 47 - 49 muestran el ensamblaje de las piezas de la órtesis para el I dedo "PRO- Dix I": la pieza MC1 (7) conteniendo el servomotor D2 (353), la palanca (354) del servomotor D2 (353) articulada a la pieza FP1 (8) en el agujero rectangular (85) mediante el eje tipo remache (355), la pieza MC1 (7) articulada con la pieza FP1 (8) mediante el eje tipo remache (356), la pieza FD1 (9) articulada con la pieza FP1 (8) mediante el eje tipo remache pequeño (357), la pieza PD1 (10) ensamblada a la pieza MC1 (7) mediante el eje tipo remache pequeño (358), la pieza PD1 (10) ensamblada a la pieza FP1 (8) mediante el eje tipo remache grande (359), la pieza PD1 (10) ensamblada a la pieza FD1 (9) mediante el eje tipo remache mediano (360).
La fig. 50 muestra además de lo descrito para las fig. 47 - 49, la mecánica articular de las diferentes piezas de acrílico, con el movimiento angular de la palanca (354) del servomotor D2 (353), se desplazan todas las piezas móviles de acrílico (8, 9, 10), con ejes paralelos a las articulaciones metacarpofalángica e interfalángica del I dedo.
Las fig. 51 - 52 muestran el ensamblaje de las piezas de la órtesis para el II y III dedos "PRO-Dix II": la pieza MC2 (11) que continene el servomotor D3 (361), la palanca (362) del servomotor D3 (361 ), la pieza FP2 (12) articulada a la palanca (362) a nivel del orificio rectangular (122) mediante un eje tipo remache (363), la pieza FP2 (12) articulada a la pieza MC2 (11) mediante el eje tipo remache (364), la pieza FD2 (13) articulada a la pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache (365), la pieza PD2 (14) articulada a la pieza MC2 (11) mediante el eje tipo remache (366), la pieza PD2 (14) articulada a la pieza FP2 (12) mediante el eje tipo remache (367), la pieza PD2 (14) articulada a la pieza FD2 (13) mediante el eje tipo remache (368).
La fig. 53 muestra además de lo descrito para las fig. 51 y 52, la mecánica articular de las diferentes piezas de acrílico, con el movimiento angular de la palanca (362) del servomotor D3 (361), se desplazan todas las piezas móviles de acrílico (11 , 12, 13), con ejes paralelos a las articulaciones metacarpofalángica e interfalángica del II dedo.
Las fig. 54 - 55 muestran el ensamblaje de las piezas de la órtesis para el IV y V dedos "PRO-Dix V": la pieza MC3 (15) que continene el servomotor D4 (369), la palanca (370) del servomotor D4 (369), la pieza FP3 (16) articulada articulada a la palanca (370) a nivel del orificio rectangular (161 ) mediante un eje tipo remache (371 ); la pieza FP3 (16) articulada a la pieza MC3 (15) mediante el eje tipo remache (372), la pieza FD3 (17) articulada a la pieza FP3 (16) mediante un eje tipo remache (373), la pieza PD3 (18) articulada a la pieza MC3 (15) mediante el eje tipo remache (374), la pieza PD3 (18) articulada a la pieza FP3 (16) mediante el eje tipo remache (375), la pieza PD3 (18) articulada a la pieza FD3 (17) mediante el eje tipo remache (376).
• La fig. 56 muestra además de lo descrito para las fig. 54 y 55, la mecánica articular de las diferentes piezas de acrílico, con el movimiento angular de la palanca (370) del servomotor D4 (369), se desplazan todas las piezas móviles de acrílico (16, 17, 18), con ejes paralelos a las articulaciones metacarpofalángica e interfalángica del V dedo.
• La fig. 57 muestra la integración de las órtesis robóticas de los dedos, conformando una órtesis robótica para la mano. La órtesis robótica "PRO-Dix" está conformada por el "PRO- Dix I", el "PRO-Dix II" y el "PRO-Dix V" .4.2 Órtesis Robóticas de la Muñeca "PRO-Wix":
.4.2.1 Interface Órtesis - Piel:
• La fig. 22 muestra el protector del antebrazo o Pieza PA (19), esta compuesto por una parte rectangular (179) con dimensiones de 90 x 110 mm, la cual se ubica en forma de arco sobre el antebrazo; contiene dos correas de cuero textil (177 y 178) con dimensiones de 130 x 35 mm, las cuales están fijas mediante costura con hilo nylon en la cara lateral extema de la tela de neopreno (179) y se ajustan mediante tela velero a la cara lateral interna de la misma tela de neopreno (179).
• Las fig. 29 y 30 muestran el soporte de la mano o Pieza SM (26), consiste en una espuma semidura de 100 mm de ancho x 200 mm de largo x 50 mm de espesor, la cual se encuentra enrollada para formar un cilindro (244), el cual se encuentra cubierto por cuero textil; dicho cilindro presenta una superficie plana en las bases (242) de forma circular con diámetro de 100 mm, seguido por un área cónica (240, 246) de 5 mm de espesor; contiene una correa de cuero textil (241 , 245) a cada lado, con dimensiones de 110 x 10 mm; contiene en la superficie cilindrica una correa de cuero textil (243) con dimensiones de 20 x 30 mm, para formar un arco por el que pasa el I dedo de la mano, y contiene en la superficie cilindrica una correa de neopreno (248) que se extiende de base a base del cilindro, para formar un arco por donde pasan el I, II, III y IV dedos de la mano, dicha correa de neopreno contiene una prolongación proximal en forma de babero, para proteger la piel del paciente con el desplazamiento de las piezas de acrílico sobre la mano, igualmente tiene áreas rectangulares de tela velero (239, 248) a cada lado, con dimensiones de 15 x 30 mm, para ajusfar las correas (392, 393) del exoesqueleto; además, tiene un área rectangular en la parte inferior (249) con dimensiones 15 x 100 mm, corresponde a tela velero en la que se ajustan los extremos distales de las correas (392, 393) del exoesqueleto. .4.2.2 Interface Órtesis Pasiva:
• La f/'g. 23 muestra la Pieza SM1 (20) en forma de brazalete, corresponde a una estructura de acero inoxidable calibre 19, esta conformada por una superficie plana (188) en forma rectangular de 90 a 100 mm de longitud y 30 a 40 mm de altura, los vértices se encuentran redondeados con un radio de 5 mm para evitar superficies cortantes; tiene extensiones metálicas laterales en forma de abrazaderas anteriores (181 , 187) con dimensiones 300 mm de altura por 200 mm de ancho y abrazaderas posteriores (182, 185) con dimensiones 400 mm de altura por 200 mm de ancho; tiene también agujeros de 3 mm (180, 183, 184, 187) ubicados en las abrazaderas metálicas laterales anteriores y posteriores, por los cuales se fijará a la Pieza SFA (21 ).
• La fig. 24 muestra la Pieza SFA1 (21 ), es una estructura de acrílico 3 mm en forma arqueada (21), está conformada por una superficie plana rectangular (192) con dimensiones entre 90 a 100 mm en las bases y 30 a 40 mm de altura, los bordes de la superficie rectangular se encuentran redondeados con un radio de 5 mm; tiene orificios rectangulares con dimensiones de 35 x 4 mm (191 , 195, 198), tiene extensiones laterales curvas (189, 196) que salen de la base con un ángulo de 45°, para ensamblarse a las abrazaderas anteriores y posteriores de la Pieza SM1 (20).
• La fig. 25 muestra la pieza S A1 (22), la cual consiste en una estructura de acrílico 3 mm en forma de nave (4), está conformada por una superficie plana (208), con unas dimensiones entre 110 a 120 mm en la bases y 45 mm de altura, en su lado distal tiene una prolongación medial anterior de 30 mm de ancho por 15 mm de alto, con bordes que tienen redondez radio 5 mm; tiene agujeros de 3 mm (199, 209, 219) para acoplarse Pieza SFA (21); tiene unas cajas laterales en forma de "C", cuya cara superior horizontal (201 , 216) con dimensiones 350 x 450 mm, se continua con la cara lateral (203, 214) con dimensiones 250 x 450 mm, mediante una curvatura de radio 5 mm (202, 215), y se une a la base (208 mediante una curvatura de radio 5 mm (204, 213); tiene además unas prolongaciones laterales (200, 206, 211 , 217) con dimensiones de 20 mm de base x 15 mm de altura, las cuales sirven de abrazaderas a los servomotores (381 , 382), la base de estas prolongaciones es la prolongación de la cara superior (201 , 216) mediante curvaturas de radio 5 mm (205, 212) que cambian la dirección del acrílico. En los lados de la base de la Pieza SMA (22) se encuentran unos espacios (207, 210) donde se pega una cinta transparente doble cara para adherir la pieza a los servomotores (381 , 382).
• La fig. 37 muestra la pieza SM2 (33), la cual es una extensión posterior de la pieza SM1 (20), contiene extensiones metálicas laterales en forma de abrazaderas anteriores y posteriores las cuales ajustan esta estructura al antebrazo; observamos los agujeros de 3 mm (273, 275, 280, 281 ) con los cuales se ensambla a la pieza fija de acrílico (34). • La fig. 38 muestra la pieza SFA2 (34), la cual corresponde a una extensión posterior de la pieza SFA1 (21), es una estructura de acrílico en forma arqueada, tiene los orificios rectangulares distal (283) y proximal (288) que le permiten acoplarse a la pieza SMA2 (35), tiene extensiones laterales curvas (286, 290) y los agujeros de 3 mm (285, 287, 289, 282) para acoplarla a la pieza SM2 (33).
• Las fig. 39 y 40 muestran la pieza SMA2 (35) que tiene el agujero rectangular (300) y el agujero redondo de 3 mm (306) para ensamblarse a la pieza SFA2 (34); observamos los espacios (305 y 317) donde se pega una cinta transparente doble cara para adherir la pieza a los servomotores (381 , 382); y observamos también el espacio posterior para el servomotor 396.
• La fig. 41 muestra el soporte fijo de acrílico o pieza SFA3 (36) que tiene los orificios rectangulares (322, 328, 330) con dimensiones de 35 x 4 mm, los cuales permiten a la pieza SFA3 (36) acoplarse a la pieza SMA3 (37) mediante ejes metálicos tipo remache, y tiene los agujeros de 3 mm (140, 142, 143, 146) con los que se ensamblará a la pieza metálica SM2 (33).
• La fig. 42 muestra el soporte móvil de acrílico o pieza SMA3 (37) que es una extensión posterior de la pieza SMA1 (22), tiene los agujeros de 3 mm (333, 340, 346), para acoplarse a la pieza SFA3(36), tiene los espacios (348, 337, 341 , 345) donde se pega una cinta transparente doble cara para adherir la pieza a los servomotores. .4.2.3 Interface Órtesis Activa:
• La fig. 32 muestra la palanca grande (28) que se utilizan en los servomotores de las órtesis de muñeca.
• La fig. 34 muestra la palanca pequeña (12) que se utiliza solo en el servomotor (186).
• La fig. 26 muestra la Pieza PAI (23), la cual es una pieza de acrílico 3 mm en forma de arco (23), está conformada por una parte arqueada (220) de radio 9 a 11 mm con 15 mm de altura; contiene los agujeros de 3 mm (225, 226) y el agujero de 3 mm (221); el extremo distal de la Pieza PAI (23) presenta una curvatura (224) con radio de 5 mm que se prolonga hacia la parte horizontal (223) con dimensiones 35 mm de largo x 15 mm de ancho, en dicha prolongación (223) se encuentran los agujeros de 1 ,5 mm (222), los extremos proximal y distal de la Pieza PAI (23) tienen una redondez con radio de 7,5 mm. Existe una distancia de 25 mm entre el agujero (225) y el agujero (226); además, el agujero (221) se encuentra a 25 mm del vértice (224).
• La fig. 27 muestra la Pieza PAE (24), la cual es una estructura de acrílico 3 mm en forma de arco, está conformada por una parte arqueada (227) de radio 9 a 11 mm y con 15 mm de altura, contiene los agujeros de 3 mm (228, 229) y el agujero de 3 mm (233); el extremo distal de la Pieza PAE (24) presenta una curvatura con radio de 5 mm (232) que se prolonga hacia la parte horizontal (230) con dimensiones 35 mm de largo x 15 mm de ancho, en dicha prolongación (230) se encuentran los agujeros de 1 ,5 mm (231), los extremos proximal y distal tienen una redondez con radio de 7,5 mm. Existe una distancia de 25 mm entre el agujero (228) y el agujero (229); y además, el agujero (233) se encuentra a 25 mm del vértice (232).
La fig. 28 muestra la palanca auxiliar de acrílíco o pieza PAA (25) que tiene los agujeros de 3 mm (236, 237) en el extremo proximal para ensamblarse a las palancas de los servomotores, y tiene el agujero de 3 mm (234) para ensamblarse al agujero de 3 mm (234) de otra Pieza PAA (25).
Las fig. 58 - 63 muestran los pasos para el ensamblaje de la Órtesis Róbótica Modelo I "PRO-Wix I": el soporte metálico pieza SM1 (20) ensamblado a la pieza fija de acrílico pieza SFA1 (21 ), mediante ejes metálicos tipo remache que atraviesan los agujeros laterales (180, 183, 184, 187) de la pieza metálica y los agujeros laterales (190, 193, 194, 197) de la pieza fija de acrílico, dejando un espacio de 5 mm entre las dos dos piezas; la pieza SFA1 (21 ) ensamblada a la pieza móvil de acrílico pieza SMA1 (22), mediante ejes metálicos tipo remache (378, 379, 380) que atraviesan los agujeros de 3 mm (209, 218, 199) de la pieza móvil de acrílico (22) y los agujeros rectangulares (195, 198, 191) de la pieza fija de acrílico; los servomotores (381 y 382) ensamblados en la pieza móvil de acrílico (22); la palanca de acrílico interna pieza PAI (23) ensambladas a la palanca (385) del servomotor (381), mediante los ejes tipo remache metálicos (388, 389); la palanca de acrílico externa pieza PAE (24) ensambladas a la palanca (386) del servomotor (382), mediante los ejes tipo remache metálicos (390, 391); el soporte de mano pieza SM (26) ensamblado a las palancas de acrílico interna (23) y externa (24), mediante las correas de cuero textil (392, 393).
Las fig. 64 - 66 muestran además de lo descrito anteriormente, el protector de neopreno (19) acoplado al antebrazo del paciente y ensamblado la órtesis róbotica de la muñeca Modelo I "PRO-Wix" en diferentes posiciones, representando la dinámica del movimiento de la muñeca 45° en flexión, 45° en extensión y posición de 0o grados o neutra.
Las fig. 67 - 70 muestran los pasos para el ensamblaje de la Órtesis Róbótica Modelo II "PRO-Wix II": el soporte metálico pieza SM2 (33) ensamblado al soporte fijo de de acrílico pieza SFA2 (34), mediante ejes metálicos tipo remache que atraviesan los agujeros de 3 mm (273, 275, 280, 281) de la pieza metálica y los agujeros (282, 285, 287, 289) de la pieza fija de acrílico, dejando un espacio de 5 mm entre las dos piezas; la pieza fija de acrílico SFA2 (34) ensamblada a la pieza móvil de acrílico pieza SMA2 (35) mediante ejes tipo remache (394, 395) que atraviesan los agujeros rectangulares (383, 388) de la pieza SFA2 y el agujero rectangular (300) y redondo (306) de la pieza SMA2 (35); los servomotores (381 , 382, 396) ensamblados a las cajas de acrílico del soporte móvil de acrílico pieza SMA2 (35); las palancas (385, 386) de los servomotores (381, 382) ensambladas a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24); las palancas de acrílicos interna (23) y externa (24) ensambladas al soporte de la mano (26); la palanca (397) del servomotor (396) ensamblada a la pieza SFA2 (34) mediante un eje metálico tipo remache; las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382) en posición vertical, elevando el soporte de mano pieza SM (26); la palanca (397) del servomotor (396) en dos posiciones, representando el movimiento angular de 60 grados que desplaza el soporte de la mano para reproducir la aducción y abducción de la muñeca.
• Las fíg. 71 - 74 muestran los pasos para el ensamblaje de la Órtesis Róbótica Modelo III "PRO-Wix III": el soporte metálico o pieza SM2 (33) ensamblado al soporte fijo de acrílico o piez SFA3 (36), mediante ejes metálicos tipo remache que atraviesan los agujeros de 3 mm (273, 275, 280, 281) del soporte metálico y los agujeros de 3 mm (323, 325, 326, 329) del soporte fijo de acrílico; la pieza SFA3 (36) ensamblado a la pieza SMA3 (37), mediante ejes metálicos tipo remache (400, 401 , 402) que atraviesan los agujeros rectangulares (322, 328, 330) de la pieza fija de acrílico y los agujeros redondos (333, 340, 346) de la pieza móvil de acrílico; los servomotores (403, 404, 405, 406) ensamblados al soporte móvil de acrílico pieza SMA3 (37), las palancas (407, 408, 409, 410) ensambladas a los servomotores; las palancas de acrílico interna (23) y externa (24) ensambladas a las palancas (407, 410) de los servomotores; las palancas auxiliares de acrílico (411, 412) ensambladas a las palancas (408, 409) de los servomotores; las palancas de acrílico interna (23), externa (24) y auxiliares (411 , 412), ensambladas a las palancas (407, 408, 409, 410) de los servomotores (403, 404, 405, 406; las palancas auxiliares de acrílico unidas en su parte distal a las palancas de acrílico interna (23) y externa (24); las palancas de acrílico interna (23) y externa (24) ensambladas al soporte de mano (26).
1.4.3 Órtesis Robóticas de la Mano y la Muñeca "PRO-DWix":
1.4.3.1 Interface Órtesis - Piel: Corresponde a la misma pieza protector del antebrazo pieza PA (19), y no requiere el soporte de la mano pieza SM (26) puesto que en su lugar se encuentra las órtesis robóticas de la mano.
1.4.3.2 Interface Órtesis - Pasiva: Corresponde a las mismas piezas de las órtesis pasivas de la muñeca para los modelos I, II o III.
1.4.3.3 Interface Órtesis - Activa: Corresponde a la implementación de las palancas auxiliares de acrílico o piezas PAA (25) en lugar de las palancas de acrílico interna (23) o externa (24).
• La fíg. 75 muestra el ensamblaje de la Órtesis Robótica de la Muñeca Modelo I con las órtesis robótica "PRO-Dix": el soporte metálico (20) ensamblado al soporte fijo de acrílico (21), el soporte móvil de acrílico (22) ensamblado al soporte fijo de acrílcio (21), los servomotores (381 , 382) contenidos en el soporte móvil de acrílico (22), las palancas (385, 386) de los servomotores ensambladas a las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412); los extremos distales de las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) ensamblados a las bases de acrílico que contienen los servomotores del "PRO-Dix", piezas MC2 (11 ) y MC3 (15), mediante un eje metálico tipo remache que atraviesa el orificio de 3 mm (235) de las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) y la caras laterales (117, 156) de las Piezas MC2 (11 ) y MC3 (15) que contienen los servomotores (361 , 369); además observamos las piezas de las órtesis de mano que se encuentran sobre las falanges proximales y mediales de los dedos II a V.
• La fig. 76 muestra el ensamblaje de la Órtesis Robótica de la Muñeca Modelo II ""PRO- Wix II" con la Órtesis Robótica "PRO-Dix": el soporte metálico pieza SM1 (33) ensamblado al soporte fijo de acrílico pieza SFA1 (34), el soporte móvil de acrílico pieza SMA1 (35) sobre el soporte fijo de acrílcio (34), los servomotores (381 , 382, 389) contenidos en el soporte móvil de acrílico (35), las palancas grandes (385, 386) de los servomotores (381 , 382) ensambladas a las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412); el servomotor (389) contenido en la caja posterior de la pieza móvil de acrílico (35); los extremos distales de las palancas auxiliares de acrílico (411, 412) ensamblados a las cajas de acrílico que contienen los servomotores del "PRO-Dix", las cuales corresponden a la pieza MC2 (11 ) y pieza MC3 (15), ensambladas mediante un eje tipo remache (43) que atraviesa el orificio de 3 mm (235) de las palancas auxiliares de acrílico (411, 412) y la caras laterales (117, 156) de las Piezas MC2 (11) y MC3 (15) que contienen los servomotores (361, 369); además observamos las piezas que se encuentran sobre las falanges proximales y mediales de los dedos II a V.
• La fig. 77 muestran además de lo descrito para la fig. 76, la órtesis robótica para el I dedo de la mano que se ensamblara a través de las piezas de acrílico (5, 7) a protectores de neopreno ubicados a nivel de la cara interna de la muñeca del paciente.
1.5 Descripción para fabricar la invención
La mejor manera conocida para llevar a la práctica la invención, es fabricar los componentes de la órtesis robótica por separado, para luego ensamblarlos siguiendo los pasos descritos a continuación:
1.5.1 Fabricación de las Órtesis Robóticas de la mano:
1.5.1.1 Fabricación de la Interface Órtesis-Piel: Las personas tienen diferentes dimensiones anatómicas en las manos, sin embargo, consideramos es posible para las órtesis robóticas la fabricación industrial de las piezas de neopreno y correas de cuero, elaborando las tallas estándar identificadas por las siglas de la palabra inglesa (S: small - pequeña, M: médium - mediana y L: long - grande). La funcionalidad de los protectores de neopreno es exclusiva para el área de la salud, el proceso de fabricación debe garantizar las reglas de diseño propuestas en la invención:
• Seguridad del paciente: Asegurar la protección de todas las áreas de piel expuestas al contacto mecánico con la órtesis robótica.
• Adaptación anatómica: Asegurar que las superficies articulares de la mano puedan moverse de cero grados en extensión hasta 90 grados en flexión.
• Diseño de Tallas: Se elaborarán.en las tallas S, M y L.
Las dimensiones en milímetros (mm) según medidas SI para la fabricación de los protectores de neopreno y las correas de cuero son:
• El protector de neopreno para la órtesis robótica del II y III dedos es trapezoidal con dimensiones de 50 mm en las lineas oblicuas y 70 mm en las lineas verticales, tiene dimensiones estándar para todas las tallas.
• Los protectores de neopreno para los dedos II y III son rectangulares con dimensiones de 15 mm de ancho x 25 mm de largo para tallas S, de 15 mm de ancho x 35 mm de largo para tallas M, y de 20 mm de ancho x 45 mm de largo para tallas L.
• El protector de neopreno para la órtesis robótica del IV y V dedos con dimensiones de 50 mm en las lineas oblicuas y 70 mm en las lineas verticales, tiene dimensiones estándar para todas las tallas.
• Los protectores de neopreno para los dedos IV y V son rectangulares con dimensiones de 15 mm de ancho x 20 mm de largo para tallas S, de 15 mm de ancho x 30 mm de largo para tallas M, y de 20 mm de ancho x 40 mm de largo para tallas L.
• Las piezas de neopreno para el I dedo son rectangulares con dimensiones de 12 mm de ancho x 25 mm de largo para tallas S, de 15 mm de ancho x 30 mm de largo para tallas M, y de 17 mm de ancho x 35 mm de largo para tallas L.
• Las correas de cuero para el I dedo tienen unas dimensiones de 15 mm de ancho x 50 mm de largo para tallas S, de 17 mm de ancho x 70 mm de largo para tallas M, y de 20 mm de ancho x 90 mm de largo para tallas L.
• Las correas de cuero para e II y III dedos tienen unas dimensiones de 15 mm de ancho x 90 mm de largo para tallas S, de 15 mm de ancho x 110 mm de largo para tallas M, y de 20 mm de ancho x 130 mm de largo para tallas L.
• La correa de cuero para el IV y V dedos tienen unas dimensiones de 15 mm de ancho x 90 mm de largo para tallas S, de 15 mm de ancho x 100 mm de largo para tallas M, y de 20 mm de ancho x 120 mm de largo para tallas L.
• Las correas de cuero que ajustan la mano a al muñeca tienen dimensiones de 15mm x 220 mm y 15 mm x 250 mm. - Recomendaciones Generales:
• Todas las superficies dorsales de los dedos que entren en contacto con las piezas de acrílico deben estar cubiertas por protectores de neopreno.
• Las piezas rectangulares de cuero textil en forma de correas ajustarán los protectores de neopreno a la cara palmar de la mano.
• Se deben realizar vainas de cuero textil para cubrir todos los cables que salen de cada servomotor, hasta su llegada al nodulo de interconexión.
• La unión de las piezas de cuero y neopreno se debe realizar mediante costura en máquina de coser cuero, utilizando hilo nylon color negro, para las superficies del guante que deben abrir y cerrar se cose tela velero en sus extremos para garantizar esta propiedad.
• Se recomienda filetear los bordes de las piezas de neopreno, se utiliza una fileteadora industrial con puntada de seguridad.
• Todos los lados de las piezas de cuero se debe doblar 10 mm, pegarlos con pegante para cuero y coserlos en la máquina de coser cuero. Esto le dará mayor duración a la pieza y una apariencia estética mejor.
1.5.1.2 Fabricación de la órtesis pasiva: Las piezas de acrílico se fabrican en las siguientes fases:
• Primera fase (Dibujo plano): Dibujar los moldes de las piezas de acrílico en dos dimensiones (X,Y), se recomienda dibujarlas en el software Autocad para que pueda ser leído por los procesadores de las máquinas cortadoras de acrílico. Las dimensiones de las piezas corresponden exactamente a las descritas previamente, se deben agrupar en un solo archivo de tal forma que todas las piezas ocupen el menor espacio posible en un área determinada, sin tocarse sus bordes.
• Segunda fase (Lámina de acrílico): Conseguir las piezas de acrílico 3 mm en las dimensiones necesarias para que todas las piezas dibujadas puedan ser cortadas de la misma lámina y en el mismo proceso, esto evitará pérdida de tiempo y ahorrará en costos.
• Tercera fase (Corte láser): Programar la máquina de corte láser con los dibujos realizados, teniendo en cuenta que cada unidad de dibujo corresponde a 1 mm, centrar la lámina de acrílico 3 mm en el área de trabajo de la máquina cortadora láser para ahorrar costos.
• Cuarta fase (Trazado lineal del acrílico): Realizar un trazado lineal con un bistury sobre las piezas de acrílico, realizando un trazado muy fino sobre los lados donde se realizara la deformación y el doblaje de la pieza. Debe evitarse trazados profundos por que puede romperse la pieza.
• Quinta fase (Calentamiento y Deformación): Tomar las piezas de acrílico para darles su forma final en 3D, para ello utilizamos una resistencia eléctrica que genere temperaturas hasta 75 grados centígrados, recomendamos calentar la pieza de acrílico en las lineas trazadas para doblaje, una vez la pieza se hace blanda en estos puntos, se puede doblar y dar la forma que deseamos, tal como se encuentran dibujadas las piezas en el capítulo de dibujos.
• Sexta fase (Pulimiento de bordes): Debemos pulir los bordes de todas las piezas hasta tener una superficie roma, sin rugosidades ni filos que puedan cortar la piel del paciente. Sugerimos realizar el proceso con un bistury pasándolo por los bordes de la pieza de forma tangencial y oblicua, además, recomendamos evitar pulidoras industriales o lijas, para evitar que las piezas se rayen.
- Recomendaciones:
• El acrílico brinda los siguientes beneficios: permite deformarse para adaptar la pieza a la anatomía de la mano del paciente, las piezas se fracturan en los puntos de doblaje cuando los servomotores sobrepasan los límites articulares anatómicos de los dedos, se logra un aspecto artístico al diseño.
• Los tamaños de las piezas de acrilicos varían según la talla estanda para pacientes small
(5) ; médium (M) y large (L), recordamos que todas las dimensiones en la descripción de las fig., corresponden a la Talla médium (M); Sugerimos para las tallas S disminuir el tamaño de las piezas en 10 mm solo en su longitud y no en el ancho; Igualmente sugerimos para las tallas L aumentar el tamaño de las pieas en 10 mm solo en su longitud y no en el ancho.
• Para la pieza M1 en acero inoxidable recomendamos la fabrique una empreza que trabaje con metales pesados y pueda cortar y dar el acabado que requerimos.
1.5.1.3 Fabricación de la órtesis activa: Una vez tengamos elaboradas las piezas de acrílico en 3D, procederemos a ensamblarlas como se muestran en el capítulo de dibujos
• La órtesis robótica PRO-Dix I corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento al I dedo de la mano, para ello ensamblaremos las piezas M1 (4), M2 (5), M3
(6) , MC1 (7), FP1 (8), FD1 (9) y PD1 (10), tal como se describe en las fig. 54 a 63. Los servomotores se adhieren a las superficies internas de las piezas donde se encuentran contenidos, mediante cinta aislante transparente con adhesivo en ambas caras.
• La órtesis robótica PRO-Dix II corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento al II y III dedo de la mano, para ello ensamblaremos las piezas MC2 (11 ), FP2 (12), FD1 (13) y PD1 (14), tal como se describe en las fig. 64 a 69. Los servomotores se adhieren a las superficies internas de las piezas donde se encuentran contenidos, mediante cinta aislante transparente con adhesivo en ambas caras. • La órtesis robótica PRO-Dix III corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento al IV y V dedo de la mano, para ello ensamblaremos las piezas MC3 (15), FP3 (16), FD3 (17) y PD3 (18), como se observa en las fig. 70 a 74, según la descripción de los dibujos realizada previamente. Los servomotores se adhieren a las superficies internas de las piezas donde se encuentran contenidos, mediante cinta aislante transparente con adhesivo en ambas caras.
• La órtesis robótica PRO-Dix corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento a todos los dedos de la mano o a la combinación de dos de las anteriores órtesis. Es necesaria en caso de rehabilitación para diferentes dedos de la mano, como en el caso de politraumas de mano, lesiones neurológicas centrales o periféricas y lesiones musculotendinosas en miembro superior. En las fig. 75 y 76 se observa como es el enlace y la ubicación de las órtesis por separado, formando en conjunto una órtesis completa para toda la mano.
1.5.1.4 Ensamblaje de componentes electrónicos: La órtesis robótica cuenta con servomotores, diodos LED indicadores, nodos de interconexión, cables ribbon, cables de cobre con cubierta plástica calibre 19, tarjeta electrónica arduino mega, resistencias de 10 K, fuente de alimentación conmutada, ventilador de 12V pequeño para la fuente, y cables de potencia de uso hospitalario.
• Existe un nodo de interconexión a nivel de la muñeca, es una tarjeta electrónica pequeña que recibe todos los cables de los servomotores (cable rojo - voltaje positivo, cable negro - voltaje negativo y cable amarillo - señal de control) y los conectares positivo - negativo de los indicadores LED; integra estos componentes a los cables que van hacia el controlador electrónico.
• Los cables que salen del nodo de interconexión hacia el controlador electrónico, son cables tipo ribbon para llevar la señal que controla el servomotor y cable calibre 19 para la conducción de energía.
• El módulo de control electrónico corresponde a una tarjeta Arduino Mega 2560 para la órtesis PRO-Dix (órtesis robótica completa de la mano), ya que para el PRO-Dix I - II - III se requiere una tarjeta Arduino UNO R3.
• Fuente de Alimentación Regulada: Se debe utilizar Switching Power Supply, que son fuentes de alimentación reguladas certificadas para uso médico, cumplen estándares de seguridad internacionales. Para evitar el sobrecalentamiento de las fuentes, se debe colocar un ventilador de 12 V sobre la parte central de la fuente de alimentación.
• Sowftware de Implementados: Corresponde a software Arduino para programación de las tarjetas electrónica Arduino UNO R3 y Arduino Mega 2560. • Código de Programación del Módulo de Control: Corresponde al código de programación realizado en el software Arduino, para programar el microcontrolador de las tarjetas electrónicas Arduino. consiste en una modificación del programa propio de arduino para realizar un barrido de los servomotores. Se puede conseguir el código original en el software Arduino 1.0.5-r2 o en las versiones más recientes, seleccionado la ruta: Archivo - Ejemplos - Servo - Sweep.
1.5.2 Fabricación de la Órtesis Robóticas de muñeca:
1.5.2.1 Fabricación de la Interface Órtesis-Piel: Las personas tienen diferentes dimensiones anatómicas en los antebrazos, muñecas y manos; sin embargo, consideramos que es posible la fabricación industrial de las piezas protector del antebrazo y soporte de mano, elaborando las tallas estándar identificadas por las siglas de la palabra inglesa (S: small - pequeña, M: médium - mediana y L: large - grande, XL: Extra - large).
Las dimensiones en milímetros (mm) según medidas SI para la fabricación de los protectores del antebrazo y el soporte de la mano:
• Para la fabricación del protector del antebrazo (19) es suficiente con cortar una pieza rectangular de neopreno grueso con dimensiones 90 x 110 mm para la talla S, aumentando a 110 x 140 mm para la talla M, 130 x 170 mm para la talla L, y 170 x 200 mm para la talla XL. Para la fabricación de las correas de cuero (177, 178) se tienen en cuenta las dimensiones 130 x 30 para la talla S, aumentando a 150 x 35 para la talla M, 175 x 35 para la talla L, y 200 x 35 para la talla XL. Las correas de cuero textil se cosen con hilo nylon a la cara externa de la tela de neopreno, en los extremos libres de las correas de cuero se cose con hilo nylon un área rectangular de tela velero, para que se adhiera a la cara interna del neopreno, formando un espacio tubular que representa el antebrazo tal como se muestra en las fig. 23 y 24.
• Para la fabricación del soporte de mano (26) es suficiente con cortar una pieza rectangular de espuma semidura con dimensiones de 100 mm de ancho x 200 mm de largo x 50 mm de espesor, posteriormente se enrollada para formar un cilindro (244), el cual se cubrirá con cuero textil; las dimensiones de la espuma varían según cada tamaño de la mano así: 110 x 200 x 50 mm para la talla M, 120 x 220 x 50 para la talla L, 120 x 230 x 50 para la talla XL. Sobre la superficie plana en las bases del cilindro (242), se ubica una correa de cuero textil (24 , 245) con dimensiones de 110 x 10 mm, y en la superficie curva del cilindro se ubicará una correa de cuero textil (243) con dimensiones de 20 x 30 mm, y una correa de neopreno (248) con dimensiones 150 x 20 mm, con una prolongación proximal en forma de babero de 50 x 15 mm, sobre la cual se coserán rectángulos de tela velero (392, 393) a cada lado, con dimensiones de 15 x 30 mm. En la superficie curva del cilindro se coserá una pieza rectangular de tela velero (249) con dimensiones 15 x 100 mm.
• Las dimensiones de los componentes descritos, pueden variar de paciente a paciente, y será suficiente tomar las medidas del paciente y ajusfar el tamaño de las piezas.
- Recomendaciones Generales:
• Todas las superficies de la piel que entre en contacto con las piezas de la ortesis robótica deben estar cubiertas por protectores de neopreno o cuero textil.
• Las piezas rectangulares de cuero textil en forma de correas ajustarán los protectores de neopreno a la cara anterior del antebrazo.
• Se deben realizar vainas de cuero textil para cubrir todos los cables que salen de cada servomotor, hasta su llegada al nodulo de interconexión.
• La unión de las piezas de cuero y neopreno se debe realizar mediante costura en máquina de coser cuero, utilizando hilo nylon color negro, para las superficies del guante que deben abrir y cerrar, se cose tela velero en sus extremos para garantizar esta propiedad.
• Se recomienda filetear los bordes de las piezas de neopreno, se utiliza una fileteadora industrial con puntada de seguridad.
• Todos los lados de las piezas de cuero se debe doblar 10 mm, pegarlos con pegante para cuero y coserlos en la máquina de coser cuero, esto le dará mayor duración a la pieza y una mejor apariencia.
1.5.2.2 Fabricación de la ortesis pasiva: Las piezas de acrílico se fabrican de la misma manera que la descripción de las ortesis robóticas de la mano.
1.5.2.3 Fabricación de la ortesis activa: Una vez tengamos elaboradas las piezas de acrílico en 3D, procederemos a ensamblarlas como se muestran en el capítulo de dibujos
• Órtesis Robótica de la Muñeca Modelo I: Corresponde a la estructura mecatrónica qué dará movimiento a la muñeca con un grado de libertad para manos pequeñas y medianas (tallas S y M), para su fabricación seguiremos los siguientes pasos:
- Cubrimos la pieza metálica (20) con cuero textil por la cara que da hacia el exterior, dejando un espacio de 10 mm de cuero que sobrepase la pieza por todos sus bordes. Cosemos los bordes libres de cuero al protector del antebrazo (19) de tal forma que la pieza metálica (20) quede centrada y ningún borde metálico pueda tener contacto con la piel.
Ensamblamos la pieza de acrílico fija (21) a la pieza metálica (20), colocando ejes tipo remaches metálicos que pasarán por los agujeros de 3 mm (190, 193, 194, 197) de la pieza de acrílico fija (21 ) y por los agujeros de 3 mm (180, 183, 184, 187) de la pieza metálica (20). Tal como se ilustra en las fig. 77 y 78.
Ensamblamos la pieza de acrílico móvil (4) a la pieza de acrílico fija (3), colocando ejes tipo remaches metálicos que pasarán por los agujeros de 3 mm (40, 50, 60) de la pieza de acrílico móvil (4) y por los orificios rectangulares (32, 36, 39) de la pieza de acrílico fija. Tal como se ilustra en las fig. 33 y 34.
- Ensamblamos los servomotores (381 , 382) a la pieza de acrílico móvil (22), para ello colocamos cinta de montaje doble cara transparente en los espacios (207, 211 ) de la pieza de acrílico móvil (22) y sobre la cinta ubicaremos los servomotores (381 , 382) de tal forma que sus ejes motriz queden atrás, tal como se ¡lustra en las fig. 81 a 85.
Ensamblamos las palancas grandes (385, 386) a los servomotores (381 , 382), mediante un tornillo que el fabricante envía, el cual atraviesa el orificio (255) de la palanca (28) y el eje motriz (250) del servomotor (27), tal como se muestra en la fig. 37 y 38.
- Verificamos el movimiento de las palancas hacia arriba y hacia abajo, tal como se muestra en las fig. 84 a 87.
- Ensamblamos la palanca de acrílico interna (23) a la palanca (385) del servomotor (381), mediante los ejes tipo remaches tornillos (388 y 389) que atraviesa los agujeros de 3 mm (225, 226) de la palanca de acrílico (23) y los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca
(385) del servomotor (381), tal como se muestra en las fig. 88 a 95.
- Ensamblamos la palanca de acrílico externa (24) a la palanca (386) del servomotor (382), mediante los ejes tipo remaches tornillos (390, 391 ) que atraviesa los agujeros de 3 mm (228, 229) de la palanca de acrílico (24) y los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca
(386) del servomotor (382), tal como se muestra en las fig. 88 a 95.
- Verificamos el movimiento de las palancas de acrílico hacia arriba y hacia abajo, tal como se muestra en las fig. 88 a 95.
Ensamblamos el soporte de la mano (26) a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24), haciendo que las correas de cuero textil (392, 393) pasen por las correas de cuero textil (241 , 245) a cada lado de las bases del cilindro, y se ajusten mediante tela velero sobre las superficies del cilindro (239, 248, 249), tal como se muestra en las fig. 35 a 36, y 96 a 106.
• Órtesis Robótica de la Muñeca Modelo II: Corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento a la muñeca con tres grados de libertad, para su fabricación seguiremos los pasos descritos anteriormente, excepto que se cambiarán las piezas que corresponden a este modelo de la siguiente forma: La pieza metálica (20) se cambia por la pieza metálica (33), la pieza de acrílico fija (21 ) se cambia por la pieza de acrílico fija (34) y la pieza de acrílico móvil (22) se cambia por la pieza de acrílico móvil (35). - Ensamblamos la pieza metálica (33) a la pieza de acrílico fija (34), mediante ejes tipo remache metálicos que atraviesan los agujeros de 3 mm (273, 275, 280, 281 ) de la pieza metálica (33) y los agujeros de 3 mm (285, 287, 289, 282) de la pieza de acrílico fija (34), tal como se ilustra en las fig. 44, 45, 107.
- Ensamblamos la pieza de acrílico móvil (35) a la pieza de acrílico fija (34), mediante ejes tipo remache (394, 395) que pasan por el agujero de 3 mm (306) y el agujero rectangular (300) de la pieza de acrílico móvil (35) y por los agujeros rectangulares (283, 288) de la pieza de acrílico fija (34), tal como se ilustra en las fig. 108 a 110.
- Ensamblamos los servomotores (381 , 382) a la pieza de acrílico móvil (35), para ello colocamos cinta de montaje doble cara transparente en los espacios (305, 317) de la pieza de acrílico móvil (35) y sobre la cinta ubicaremos los servomotores (381 , 382) de tal forma que sus ejes motriz queden hacia atrás. Igualmente ensamblamos el servomotor (396) a la caja posterior de la pieza móvil de acrílico (35), de tal forma que el eje motriz mire hacia abajo para ensamblarlo a la palanca pequeña (397), tal como se muestra en las fig. 111 y 112.
- Utilizamos un eje tipo remache metálico que atravesará el orificio de 3 mm (263) de la palanca pequeña (397) del servomotor (396) y el agujero rectangular (288) de la pieza de acrílico fija (34), tal como se muestra en las fig. 111 y 112.
- Seguimos los pasos descritos para el montaje del Exoesqueleto de Muñeca Modelo I, ya que las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382), se ensamblan de igual forma a las palancas de acrílico interna (23) y externa (24), y estas al soporte de la mano (26).
- Verificamos el movimiento lateral del exoesqueleto, moviendo la palanca pequeña (397) del servomotor (396), de tal forma que la estructura se desplace hacia el lado interno o externo del exoesqueleto, tal como se muestra en las fig. 111 y 112.
• Órtesis Robótica de la Muñeca Modelo III: Corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento a la muñeca con un grado de libertad para manos grandes y muy grandes (tallas L y XL), para su fabricación seguiremos los pasos descritos anteriormente, excepto que se cambiarán las piezas que corresponden a este modelo de la siguiente forma: La pieza metálica (20) se cambia por la pieza metálica (33), la pieza de acrílico fija (21 ) se cambia por la pieza de acrílico fija (36) y la pieza de acrílico móvil (22) se cambia por la pieza de acrílico móvil (37).
- Ensamblamos la pieza metálica (33) a la pieza de acrílico fija (36), mediante ejes tipo remache metálicos que atraviesan los agujeros de 3 mm (273, 275, 279, 281 ) de la pieza metálica (33) y los agujeros de 3 mm (285, 287, 289, 282) de la pieza de acrílico fija (36), tal como se ilustra en las fig. 113. - Ensamblamos la pieza de acrílico móvil (37) a la pieza de acrílico fija (36), mediante ejes tipo remache (400, 401 , 402) que pasan por el agujero de 3 mm (340, 333, 346) de la pieza de acrílico móvil (37), y por los agujeros rectangulares (328, 330, 321 ) de la pieza de acrílico fija (36), tal como se ilustra en las fig. 114 a 116.
- Ensamblamos los servomotores a la pieza de acrílico móvil (37), para ello colocamos cinta de montaje doble cara transparente en los espacios (348, 337, 341 , 345) de la pieza de acrílico móvil (37) y sobre la cinta ubicaremos los servomotores (403, 404, 405, 406) de tal forma que sus ejes motriz queden atrás, tal como se muestra en las fig. 116 a 118.
- Ensamblamos las palancas grandes (409, 410, 411 , 412) a los servomotores (403, 404, 405, 406), mediante un tornillo que el fabricante envía, el cual atraviesa el orificio (255) de la palanca (28) y el eje motriz (250) del servomotor (27). Tal como se muestra en la fig. 37 a 39 y 116 a 118.
- Ensamblamos la palanca de acrílico interna (23) a la palanca (408) del servomotor (404), mediante los ejes tipo remaches tornillos que atraviesa los agujeros de 3 mm (225, 226) de la palanca de acrílico (23) y los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca (408) del servomotor (404), tal como se muestra en la fig. 117.
- Ensamblamos la palanca de acrílico externa (24) a la palanca (409) del servomotor (405), mediante los ejes tipo remaches tornillos que atraviesa los agujeros de 3 mm (228, 229) de la palanca de acrílico (24) y los agujeros de 3 mm (256, 258) de la palanca (409) del servomotor (405), tal como se muestra en la fig. 117.
- Ensamblamos las palancas de acrílico auxiliares (411 , 412) a las palancas (407, 410) de los servomotores (403, 406) respectivamente, mediante los ejes tipo remaches tornillos que atraviesa los agujeros de 3 mm (236, 237) de la palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) y los agujeros de 3 mm (256, 258) de las palancas (407, 410) de los servomotores (403, 406), tal como se muestra en las fig. 34 y 117.
- Ensamblamos el soporte de la mano (26) a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24), de igual forma que lo realizado para el modelo I y II, tal como se muestra en la fig. 118.
1.5.3 Fabricación de las Órtesis Robóticas de la Mano y la Muñeca "PRO-DWix":
Corresponde a la estructura mecatrónica que dará movimiento a la muñeca con diferentes grados de libertad según se implemente, y se ensamblará a la órtesis robótica "PRO-Dix". Para ello seguiremos los siguientes pasos:
- Ensamblamos el protector del antebrazo, la pieza metálica, la pieza fija de acrílico, la pieza móvil de acrílico, los servomotores y las palancas de los servomotores, tal como se ha ilustrado para los diferentes modelos de exoesqueleto de muñeca descritos previamente. - Reemplazamos las palancas de acrílico interna (23) y externa (24) por las palancas de acrílico auxiliares (25).
- Ensamblamos las palancas de acrílico auxiliares a las palancas propias de los servomotores, tal como se describe para el modelo III.
- Reemplazamos el soporte de la muñeca (26) por el exoesqueleto PRO-Dix.
- La órtesis robótica de la muñeca Modelo I se muestra en las fig. 119 - 120.
- La órtesis robótica de la muñeca Modelo II se muestra en las giguras 121 a 123.
Ensamblaje de componentes electrónicos:
- Nodo de interconexión a nivel del antebrazo, es una tarjeta electrónica pequeña que recibe todos los cables de los servomotores y los integra con los cables que vienen del módulo de control electrónico.
- Los cables que salen del nodo de interconexión hacia el controlador electrónico, son cables tipo ribbon para llevar la señal que controla el servomotor y cable calibre 19 para la conducción de energía.
- Cuenta con una tarjeta Arduino Mega o una tarjeta Arduino UNO R3.
- Fuente de Alimentación: Switching Power Supply.
- Ventilador de 12 V sobre la parte central de la fuente de alimentación.
- Software de Implementados: Corresponde a software Arduino.
- Código de Programación del Módulo de Control: Corresponde al código de programación realizado en el software Arduino, para programar el microcontrolador de las tarjetas electrónicas Arduino. consiste en una modificación del programa propio de Arduino para realizar un barrido de los servomotores. Se puede conseguir el código original en el software Arduino 1.0.5-r2 o en las versiones más recientes, seleccionado la ruta: Archivo - Ejemplos - Servo - Sweep.
1.5.4 Modificación código servo sweep de Arduino para la programación de los servomotores de las órtesis:
#include <Servo.h>
- Se incluyen 7 servos en lugar de 1 que aparece en el programa Sweep de arduino.
- Se incluyen las variables: posiciónl , posición 2.
- se incluye la asignación de pines a los indicadores LED.
void setup()
Se incluyen 7 servos en lugar de 1 que aparece en el programa Sweep de arduino.
Se incluye la asignación de pin de entrada o salida a los indicadores LED.
void loop()
pos2 = 100;
for(pos = 55; pos <= 100; pos +=1) { pos2 -=1;
- Asignamos un color al LED de acuerdo a si es flexión o extensión.
- Asignamos a los servos la posición 1 o 2, según el movimiento que deseamos.
delay(15) }
- Retardo de 5 segundos.
pos2 = 55;
for(pos = 100; pos >= 55; pos -=3)
{ pos2 +=3;
- Asignamos un color al LED de acuerdo a si es flexión o extensión.
- Asignamos a los servos la posición 1 o 2, según el movimiento que deseamos.
delay(15); }
- Retardo de 5 segundos.
1.6 Aplicaciones industriales que satisface la invención: La órtesis robótica PRO-DWix tiene aplicaciones de rehabilitación pasiva de la mano y muñeca de pacientes con algún grado de discapacidad de cualquier etiología por lesiones Neurológicas, Musculares, Tendinosas, y Óseas. El beneficio principal es para pacientes con secuelas funcionales de la mano a causa de Enfermedad Cerebrovascular, Polineuropatías, Traumas medulares, Traumas osteotendinosos, y Enfermedades desmielinizantes, entre otras). El mecanismo de transmisión de movimiento puede servir para todos los procesos industriales que requieran brazos robóticos con un movimiento repetitivo en flexión, extensión, prensión y rotación.

Claims
2. REIVINDICACIONES:
Reivindicación 1 : Órtesis robóticas para la rehabilitación de las manos y la muñeca en pacientes con limitación funcional o cualquier grado de discapacidad; comprendiendo dicha estructura una primera interfase órtesis-piel que corresponde a un protector de neopreno (19) ubicado en la cara dorsal del antebrazo y se ajusta mediante correas de cuero textil (177, 178) a la cara ventral del antebrazo; y que corresponde a protectores de neopreno (1 , 2, 3) ubicados sobre el dorso de los metacarpianos, los cuales están unidos con hilo nylon a la base de las piezas de acrílico (7, 1 1 , 15), y unidas con hilo nylon a correas de cuero textil (41 , 42, 46, 47, 48, 49, 50) que tienen tela velero en sus extremos para ajustar y sujetar las órtesis a la mano y muñeca del paciente, al igual que por correas de cuero (38, 39, 44, 45, 52, 53) con tela velero en sus extremos para sujetar las piezas de acrílico (8, 9, 12, 13, 16, 17) a los dedos de la mano; comprendiendo una segunda interfase órtesis pasiva que corresponde a una pieza metálica (33) cubierta por cuero textil y cosida con hilo nylon a la superficie de neopreno del protector del antebrazo (19), que corresponde a una pieza fija de acrílico (34) la cual está ensamblada a la pieza metálica (33) mediante ejes tipo remache metálicos (43) que atraviesan los agujeros de 3 mm (273, 275, 280, 281 ) de la pieza metálica (33) y los agujeros de 3 mm (285, 287, 289, 282) de la pieza fija de acrílico (34); que corresponde a una pieza móvil de acrílico (35) que contiene tres servomotores (381 , 382, 396) y está ensamblada a la pieza fija de acrílico (34) mediante ejes tipo remache metálicos (394, 395) que atraviesan el agujero circular (394) y el orificio rectangular (300) de la pieza móvil de acrílico (35) y los orificios rectangulares (283, 288) de la pieza fija de acrílico (34), permitiendo que la pieza móvil de acrílico se desplace sobre los orificios rectangulares de la pieza fija de acrílico; y que corresponde a las piezas de acrílico (5,6) ubicadas a nivel de la cara interna de la muñeca, las cuales se articulan mediante un eje tipo remache (350) para permitir que el servomotor D1 (351) se desplace con los movimientos de la muñeca, además por piezas de acrílico (7, 1 1 , 15) que contienen los servomotores (353, 361 , 369 ), las cuales se encuentran ubicadas sobre los metacarpianos y se articulan a nivel de las articulaciones metacarpo-falángicas mediante ejes tipo remache (356, 364, 372) con las piezas de acrílico (8, 12, 16) ubicadas sobre las falanges proximales de los dedos, estas últimas a su vez se articulan a nivel de las articulaciones interfalángicas proximales mediante ejes tipo remache (357, 365, 373) con las piezas de acrílico (9, 13, 17) ubicadas sobre las falanges mediales de los dedos, además piezas de acrílico (10, 14, 18) que se articulan lateralmente a las demás piezas de acrílico mediante ejes tipo remache (358, 359, 360, 366, 367, 368, 374, 375, 376); y comprendiendo una tercera interfase órtesis activa que corresponde a los actuadores tipo servomotores de alta potencia (381 , 382, 396) que se encuentran ensamblados y adheridos mediante cinta de enmascarar transparente doble cara a la pieza móvil de acrílico (35); y que corresponde a las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382), las cuales describen un movimiento angular de cero a noventa grados con el movimiento del eje motriz (250) de los servomotores (381 , 382); y que corresponde a la palanca (397) del servomotor (396), la cual describe un movimiento angular de cero a sesenta grados con el movimiento del eje motriz (250) del servomotor (396); y que corresponde a las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) las cuales se encuentran ensambladas a las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382) mediante ejes tipo remache metálicos (388, 389, 390, 391) que atraviesan los agujeros de 3 mm (256, 258) en la palanca (28) del servomotor y los agujeros de 3 mm (236, 337) en el extremo proximal de las palancas auxiliares de acrílico de acrílico (25), para transmitir el movimiento angular de cero a noventa grados de las palancas del servomotor a las palancas auxiliares de acrílico; y que también corresponde al ensamblaje de las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) a las caras laterales (117, 156) de las bases de acrílico (11 , 15) describiendo una trayectoria de cero a noventa grados sobre el dorso de la mano; y que corresponde al servomotor de alta potencia (351 ) cuya palanca (352) se articula con la pieza de acrílico (7) sobre el primer metacarpiano, para rotar la pieza de acrílico (7) describiendo una trayectoria de cero a noventa grados sobre el primer metacarpiano; y que corresponde a los servomotores de alta potencia (353, 361 , 369) cuyas palancas (354, 362, 370) se articulan mediante ejes tipo remache (355, 363, 371 ) a las piezas de acrílico (8, 12, 16), para transmitir el movimiento de la palanca del servomotor a estas piezas describiendo una trayectoria angular de cero a noventa grados sobre las falanges proximales de los dedos; y que corresponde a las piezas de acrílico (10, 14, 18) que se articulan en su extremo proximal mediante ejes tipo remache (358, 366, 374) con las piezas de acrílico (7, 11 , 15), para formar un punto fijo o pivote del movimiento angular de cada dedo, que se articulan también en su parte medial con las partes laterales de las piezas de acrílico (8, 12, 16) y de esta forma realizar un desplazamiento vectorial de estas piezas (10, 14, 15) con el movimiento de las piezas (8, 12, 16), y que se articulan en su extremo distal con los extremos proximales de las piezas de acrílico (9, 13, 17) para reproducir en estas últimas un movimiento angular de cero a noventa grados sobre las falanges mediales de los dedos. La mecánica de movimiento descrita corresponde a la funcionalidad de las órtesis robóticas de generar conjuntamente 3 grados de libertad para el movimiento de la muñeca, 2 grados de libertad para el movimiento del I dedo, y 1 grado de libertad para el movimiento del II, III, IV y V dedos.
Reivindicación 2: Órtesis Robótica para la rehabilitación del primer dedo de la mano de acuerdo a la reivindicación 1 , comprendiendo dicha estructura una pieza metálica M1 (4) ubicada en la cara interna de la muñeca para dar soporte a la órtesis, sobre la cual se fija con hilo nylon la pieza en acrílico M2 (5) que sirve de base fija para la pieza de acrílico M3 (6); comprendido por la pieza de acrílico M3 (6) que contiene el servomotor D1 (351 ) y se encuentra articulada a la pieza M2 (5) mediante un eje tipo remache (350) que pasa por agujeros rectangulares (60, 64) para permitir el desplazamiento del servomotor D1 (351 ) durante los movimientos de la muñeca; comprendido por la pieza de acrílico MC1 (7) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (3) sobre el primer metacarpiano, y que contiene el servomotor D2 (353), la cual se articula en su parte posterior (70) incrustando la cabeza redonda de la palanca (352) del servomotor D1 (351 ) a través del orificio (69) para reproducir la rotación del primer dedo con el movimiento del servomotor D1 (351 ); comprendido por la pieza de acrílico FP1 (8) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (52) sobre la falange proximal del primer dedo, y que se articula en su parte lateral medial a la pieza MC1 (7) mediante un eje tipo remache (356) paralelo a la articulación metacarpofalángica del primer dedo para servir como eje del movimiento angular de la pieza FP1 (8), y se articula en su extremo lateral proximal con la palanca (354) del servomotor D2 (353) para transmitir el movimiento de esta palanca a la pieza FP1 (8), obligándola a realizar un desplazamiento angular de cero a noventa grados sobre la falange proximal del primer dedo; comprendido por la pieza de acrílico FD1 (9) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (53) sobre la falange distal del primer dedo, y que se articula a la pieza FP1 (8) mediante un eje tipo remache (357) paralelo a la articulación interfalángica del primer dedo, para servir como eje del movimiento angular de la pieza FD1 (9), y se articula a nivel de orificio rectangular (97) con la pieza de acrílico palanca del primer dedo PD1 (10) mediante un eje tipo remache (360); y comprendido por la pieza palanca de acrílico ubicada en la cara externa de la órtesis PD1 (10) que se articula en su base proximal mediante un eje tipo remache (358) con la pieza de acrílico MC1 (7), para formar un punto fijo o pivote del movimiento angular del primer dedo, que se articula en su parte medial con la parte lateral de la pieza de acrílico FP1
(8) mediante un eje tipo remache (359) y de esta forma realizar un desplazamiento vectorial de esta pieza PD1 (10) con el movimiento angular de la pieza FP1 (9), que se articulan en su extremo distal con el agujero rectangular (87) de la pieza FD1 (9) para obligarle a describir un movimiento angular sobre el eje (357), a medida que la palanca (354) del servomotor D2 (353) desplaza la pieza FP1 (8), de tal forma que la pieza FD1
(9) realice un movimiento angular de cero a noventa grados sobre la falange distal del primer dedo.
Reivindicación 3: Órtesis Robótica para la rehabilitación del segundo y tercer dedos de la mano de acuerdo a la reivindicación 1 , comprendiendo dicha estructura una pieza de acrílico MC2 (11) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (1 ) sobre el segundo y tercer metacarpianos, la cual contiene el servomotor D3 (361 ) y se articula con la pieza de acrílico pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache (364) paralelo a la articulación metacarpofalángica del segundo dedo, para servir como eje del movimiento angular de la pieza FP2 (12); comprendido por la pieza de acrílico FP2 (12) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (38) sobre las falanges proximales del II y III dedos, y que se articula a nivel del agujero rectangular (122) con la palanca (362) del servomotor D3 (361 ) mediante el eje tipo remache (363) para transmitir el movimiento de esta palanca (362) a la pieza FP2 (12), obligándola a realizar un desplazamiento angular de cero a noventa grados sobre las falanges proximales del segundo y tercer dedos; comprendido por la pieza de acrílico FD2 (13) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (39) sobre las falanges medias del II y III dedos, y que se articula a la pieza FP2 (12) mediante un eje tipo remache (365) paralelo a la articulación interfalángica proximal del primer dedo, para servir como eje del movimiento angular de la pieza FD2 (13), y se articula a nivel de orificio rectangular (134) con la pieza de acrílico palanca del segundo dedo PD2 (14) mediante un eje tipo remache (368); y comprendido por la pieza de acrílico ubicada en la cara externa de la órtesis PD2 (14) que se articula en su base proximal mediante un eje tipo remache (366) con la pieza de acrílico MC2 (11 ), para formar un punto fijo o pivote del movimiento angular del II y III dedos, que se articula en su parte medial a nivel de agujero rectangular (124) de la pieza de acrílico FP2 (12) mediante un eje tipo remache (367) y de esta forma realizar un desplazamiento vectorial de esta pieza PD2 (14) con el movimiento angular de la pieza FP2 (12), y se articula en su extremo distal con el agujero rectangular (134) de la pieza de acrílico FD2 (13) para obligarle a describir un movimiento angular sobre el eje (365), a medida que la palanca (362) del servomotor D3 (361 ) desplaza la pieza FP2 (12), esta a su vez desplazará la palanca de acrílico pieza PD2 (14) de tal forma que esta última desplace a la pieza FD2 (13) para que realice un movimiento angular de cero a noventa grados sobre las falanges medias del segundo y tercer dedos.
Reivindicación 4: Órtesis Robótica para la rehabilitación del cuarto y quinto dedos de la mano de acuerdo a la reivindicación 1 , comprendiendo dicha estructura una pieza de acrílico MC3 (15) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (2) sobre el cuarto y quinto metacarpianos, la cual contiene el servomotor D4 (369) y se articula con la pieza de acrílico FP3 (16) mediante un eje tipo remache (372) paralelo a la articulación metacarpofalángica del quinto dedo, para servir como eje del movimiento angular de la pieza FP3 (16); comprendido por la pieza de acrílico FP3 (16) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (44) sobre las falanges proximales del IV y V dedos, y que se articula también a nivel del agujero (161) con la palanca (370) del servomotor D4 (369) mediante un eje tipo remache (371 ), para transmitir el movimiento de esta palanca (370) a la pieza FP3 (16), obligándola a realizar un desplazamiento angular de cero a noventa grados sobre las falanges proximales del IV y V dedos; comprendido por la pieza de acrílico FD3 (17) que se fija con hilo nylon al protector de neopreno (45) sobre las falanges medias del IV y V dedos, y que se articula a la pieza FP3 (16) mediante un eje tipo remache (373) paralelo a la articulación interfalángica del quinto dedo, para servir como eje del movimiento angular de la pieza FD3 (17), y se articula también a nivel de orificio rectangular (168) con la pieza de acrílico palanca del quinto dedo PD3 (18) mediante un eje tipo remache (376); y comprendido por la pieza de acrílico ubicada en la cara externa de la órtesis PD3 (18) que se articula en su base proxímal medíante un eje tipo remache (374) con la pieza de acrílico MC3 (15) para formar un punto fijo o pivote del movimiento angular del IV y V dedos, y que se articula en su parte medial con el agujero rectangular (159) de la pieza de acrílico FP3 (16) mediante un eje tipo remache (375) y de esta forma realizar un desplazamiento vectorial de esta pieza PD3 (18) con el movimiento angular de la pieza FP3 (16), y se articula también en su extremo distal con el agujero rectangular (168) de la pieza de acrílico FD3 (17) para obligarle a describir un movimiento angular sobre el eje (373), a medida que la palanca (370) del servomotor D4 (369) desplaza la pieza FP3 (16), esta a su vez desplazará la palanca de acrílico pieza PD3 (18) de tal forma que esta última desplace a la pieza FD3 (17) para que realice un movimiento angular de cero a noventa grados sobre las falanges medias del segundo y tercer dedos.
Reivindicación 5: Órtesis robótica para la rehabilitación de la articulación de la muñeca de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizada por que dicha estructura comprende una modificación en la primera inferíase órtesis-piel que corresponde a un protector del antebrazo (19), y que corresponde a un soporte para la mano (26) fabricado con espuma semidura enrollada formando un cilindro, la cual se cubre con tela cuero textil, que contiene una correa en cuero textil (243) por la que pasa el I dedo de la mano, y una correa en neopreno (248) por la que pasan los dedos II, III, IV y V de la mano, y que contiene una correa en cuero textil (241 , 245) en ambos lados de la base del cilindro (242), por las cuales pasan las correas de cuero textil (392, 393) que aseguran el soporte de la mano (26) a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24); comprendiendo una modificación en la segunda inferíase órtesis pasiva que corresponde a una pieza metálica (20) cubierta por cuero textil y cosida con hilo nylon a la superficie de neopreno del protector del antebrazo (19), y que corresponde a una pieza fija de acrílico (21 ) la cual está ensamblada a la pieza metálica (20) mediante ejes tipo remache metálicos que atraviesan los agujeros de 3 mm (180, 183, 185, 187) de la pieza metálica y los agujeros de 3 mm (190, 193, 194, 197) de la pieza fija de acrílico, y que corresponde a una pieza móvil de acrílico (22) que contiene dos servomotores (381 , 382) y está ensamblada a la pieza fija de acrílico (21 ) mediante ejes tipo remache metálicos (380, 378, 379) que atraviesan los agujeros de 3 mm (209, 219, 199) de la pieza móvil de acrílico y los orificios rectangulares (191 , 195, 198) de la pieza fija de acrílico, permitiendo que la pieza móvil de acrílico se desplace sobre los orificios rectangulares de la pieza fija de acrílico; comprendiendo también una modificación de la tercera inferíase órtesis activa que corresponde a los actuadores tipo servomotores de alta potencia (381 , 382), que se encuentran ensamblados y adheridos mediante cinta de enmascarar transparente doble cara a la pieza móvil de acrílico (22), y que corresponde a las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382), las cuales describen un movimiento angular de cero a noventa grados con el movimiento de los ejes (250) de los servomotores, y que corresponde a las palancas de acrílico interna (23) y externas (24), las cuales se encuentran ensambladas a las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382) mediante ejes tipo remache metálicos (388, 389, 390, 391 ) que atraviesan los agujeros de 3 mm (256, 258) en las palancas (28) del servomotor y los agujeros de 3 mm (225, 226, 229, 228) en el extremo proximal de las palancas de acrílico (23, 24), para transmitir el movimiento angular de cero a noventa grados de las palancas del servomotor a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24), y que también corresponde a las correas en cuero textil (392, 393) que se fijan con hilo nylon en los agujeros (222, 231) de las palancas de acrílico interna y externa (23, 24) y se adhieren a la tela velero en las superficies (239, 247) sobre la correa de neopreno (248) del soporte de mano (26), luego atraviesan las vainas formadas por las correas (241 , 245) a cada lado de las bases del cilindro (242) y finalmente se adhieren en sus extremos distales a la tela velero (249) en la base del soporte de mano (26), permitiendo a las palancas de acrílico (23, 24) fraccionar el soporte de mano (26) para generar un movimiento angular de cero a noventa grados de la articulación de la muñeca, lo cual corresponde a la funcionalidad de la órtesis robótica de generar un grado de libertad de movimiento en flexión y extensión de la muñeca.
Reivindicación 6: Órtesis robótica para la rehabilitación de la articulación de la muñeca de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada por que dicha estructura comprende una modificación en la primera interface órtesis - piel que corresponde a un protector del antebrazo (19), y que corresponde a un soporte para la mano (26) de acuerdo con la reivindicación 5; comprendiendo una modificación en la segunda interface órtesis pasiva que corresponde a la pieza metálica (33) que contiene abrazaderas anteriores y posteriores para asegurar la estructura al antebrazo, y que corresponde a la pieza fija de acrílico (36) para ensamblarse en los lados a la pieza metálica mediante ejes tipo remache (43), y que corresponde a la pieza móvil de acrílico (37) para contener cuatro servomotores (403, 404, 405, 406) y para ensamblarse a la parte superior de la pieza fija de acrílico mediante ejes tipo remache metálicos (330, 400, 402), los cuales atraviesan los agujeros de 3 mm (333, 340, 346) de la pieza móvil de acrílico (37) y los agujeros rectangulares (322, 328, 330) de la pieza fija de acrílico (36), permitiendo a la pieza móvil de acrílico desplazarse sobre los orificios rectangulares de la pieza fija de acrílico; y que también comprende una modificación en la interface órtesis activa que corresponde a cuatro servomotores de alta potencia (403, 404, 405, 406) ensamblados internamente hacia los lados de la pieza móvil de acrílico (37), y que corresponde a las palancas (407, 408, 409, 410) de los servomotores, las cuales describen un movimiento angular de cero a noventa grados con el movimiento del eje (250) de los servomotores, y que corresponde a las palancas de acrílico interna (23) y externa (24) que se encuentran ensambladas a las palancas (407, 410) de los servomotores (403, 406), y que también corresponde a las palancas auxiliares de acrílico (411 , 412) que se encuentran ensambladas a las palancas (408, 409) de los servomotores (404, 405), las cuales también se ensamblan en su extremo distal al extremo distal de las palancas de acrílico interna y externa (23, 24), mediante un eje tipo remache (42) que atraviesa los agujeros (228) de las palancas de acrílico auxiliares de acrílico (24) y los agujeros de 3 mm (221 , 233) de las palancas de acrílico interna y externa (23, 24), para que todas las palancas de acrílico describan un movimiento angular de cero a noventa grados en forma sincrónica, lo cual corresponde a la funcionalidad de la órtesis robótica de generar un grado de libertad de movimiento en flexión y extensión de la muñeca.
Reivindicación 7: Órtesis robótica para la rehabilitación de la articulación de la muñeca de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizada por que dicha órtesis robótica comprende una modificación en la primera interface órtesis - piel que corresponde a un protector del antebrazo (19), y que corresponde a un soporte para la mano (26) de acuerdo con la reivindicación 5; y que comprende a la segunda interface órtesis pasiva que corresponde a una pieza metálica (33), y que corresponde a una pieza fija de acrílico (34), y que corresponde a una pieza móvil de acrílico (35) que contiene los servomotores (381 , 382, 396) ensambladas entre si; y que también comprende una modificación en la tercera interface órtesis activa que corresponde a tres servomotores de alta potencia (381 , 382, 396), y que corresponde a las palancas (385, 386, 397) de los servomotores, y que corresponde a las palancas de acrílico interna y externa (23, 24) que se encuentran ensambladas a las palancas (385, 386) de los servomotores (381 , 382) de acuerdo a la reivindicación 2, lo cual corresponde a la funcionalidad de la órtesis robótica de generar tres grados de libertad de movimiento en flexión - extensión, abducción - aducción, y rotación de la muñeca.
Reivindicación 8: Órtesis robótica para la rehabilitación de la mano y la muñeca de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizada por que cuenta con un módulo de control electrónico que está comprendido por una fuente de alimentación conmutada; y que está comprendido por una tarjeta de control electrónico multipropósito con puertos de entrada y salida analógicos y digitales; y que está comprendido por una tarjeta electrónica que integra el módulo de control con todos los elementos del sistema analógicos y digitales; y que está comprendido por cables de potencia que conectan la fuente de alimentación con la red eléctrica pública; y que está comprendido por un diodo indicador LED de color amarillo para identificar cuando el módulo de control se encuentra encendido; y que está comprendido por un diodo indicador LED de color azul para identificar cuando la órtesis robótica es de la mano derecha; y que está comprendido por un diodo indicador LED de color verde para identificar cuando la órtesis robótica es de la mano izquierda; y que está comprendido por tres resistencias variables que corresponden a elementos analógicos que cumplen la funcionalidad de controlar las características físicas y dinámicas de la órtesis robótica como el ángulo de giro del servomotor, el torque del servomotor y el tiempo de espera antes de cambiar el sentido del movimiento angular; y que está comprendido por un nodo de interconexión a nivel del antebrazo, que corresponde a una tarjeta electrónica que transmite la información del módulo de control a los componentes mecánicos de la órtesis robótica, y que corresponde a un diodo LED multicolor de alta luminosidad, que cumple la funcionalidad de activar el color verde para indicar que se está realizando el movimiento en flexión, o activar el color azul para el movimiento en extensión, o activar el color rojo para el tiempo de espera donde no hay movimiento del servomotor
PCT/CO2017/000006 2016-08-25 2017-08-10 Órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca WO2018036571A1 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CO16001196 2016-08-25
CONC2016/0001196 2016-08-25
CONC2017/0005434 2017-05-30
CO17005434 2017-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018036571A1 true WO2018036571A1 (es) 2018-03-01

Family

ID=61246444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CO2017/000006 WO2018036571A1 (es) 2016-08-25 2017-08-10 Órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018036571A1 (es)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110076804A (zh) * 2019-05-28 2019-08-02 中国石油大学(华东) 一种基于蓝牙无线通讯技术的用于控制二十一自由度机器人的控制台
IT202000012682A1 (it) 2020-05-28 2021-11-28 Marco Ceccarelli Dispositivo per l'esercizio di riabilitazione del polso

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2173749A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-20 Massimo Bergamasco A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to be used in particular as an advanced interface for machines and computers
US5683351A (en) * 1994-09-27 1997-11-04 Jace Systems, Inc. Continuous passive motion device for a hand
WO2008101205A2 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Rehabtek Llc Robotic rehabilitation apparatus and method
US20100305717A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Kai Yu Tong Wearable power assistive device for helping a user to move their hand
CA2794193A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Idrogenet S.R.L. A hand rehabilitation device
US20110282253A1 (en) * 2009-09-21 2011-11-17 Carlo Menon Wrist exoskeleton
CA2752619A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-16 Novokinetics, Llc Rehabilitative apparatus for treating reflex sympathetic dystrophy
WO2014068509A2 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 University Of Cape Town Hand exoskeleton

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2173749A1 (en) * 1993-10-08 1995-04-20 Massimo Bergamasco A device operable to supply a force feedback to a physiological unit to be used in particular as an advanced interface for machines and computers
US5683351A (en) * 1994-09-27 1997-11-04 Jace Systems, Inc. Continuous passive motion device for a hand
WO2008101205A2 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Rehabtek Llc Robotic rehabilitation apparatus and method
US20100305717A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-02 Kai Yu Tong Wearable power assistive device for helping a user to move their hand
US20110282253A1 (en) * 2009-09-21 2011-11-17 Carlo Menon Wrist exoskeleton
CA2794193A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 Idrogenet S.R.L. A hand rehabilitation device
CA2752619A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-16 Novokinetics, Llc Rehabilitative apparatus for treating reflex sympathetic dystrophy
WO2014068509A2 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 University Of Cape Town Hand exoskeleton

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110076804A (zh) * 2019-05-28 2019-08-02 中国石油大学(华东) 一种基于蓝牙无线通讯技术的用于控制二十一自由度机器人的控制台
IT202000012682A1 (it) 2020-05-28 2021-11-28 Marco Ceccarelli Dispositivo per l'esercizio di riabilitazione del polso

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Polygerinos et al. Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation
US20190201273A1 (en) Robotic upper limb rehabilitation device
Controzzi et al. The SSSA-MyHand: a dexterous lightweight myoelectric hand prosthesis
Yap et al. A soft exoskeleton for hand assistive and rehabilitation application using pneumatic actuators with variable stiffness
CN107184366B (zh) 一种手指关节康复器
Iqbal et al. Stroke rehabilitation using exoskeleton-based robotic exercisers: mini review
Ang et al. Print-it-Yourself (PIY) glove: A fully 3D printed soft robotic hand rehabilitative and assistive exoskeleton for stroke patients
Gopura et al. A brief review on upper extremity robotic exoskeleton systems
WO2018093448A2 (en) Robotic upper limb rehabilitation device
US10860014B2 (en) Jacket for embodied interaction with virtual or distal robotic device
JP2020505981A (ja) 流体駆動アクチュエータとその応用
Robson et al. Geometric design of eight-bar wearable devices based on limb physiological contact task
Burton et al. Development of a parametric kinematic model of the human hand and a novel robotic exoskeleton
JP6779395B2 (ja) 手指関節リハビリ運動補助具
Che et al. GCUA humanoid robotic hand with tendon mechanisms and its upper limb
Park et al. A lightweight, soft wearable sleeve for rehabilitation of forearm pronation and supination
EP3723943B1 (en) Driving assembly for moving body part
Ismail et al. Extra robotic thumb and exoskeleton robotic fingers for patient with hand function disability
JP2020526246A5 (es)
WO2018036571A1 (es) Órtesis robóticas para rehabilitación de mano y muñeca
Natividad et al. A 2-DOF shoulder exosuit driven by modular, pneumatic, fabric actuators
Gonçalves et al. Cable-driven robot for upper and lower limbs rehabilitation
Lopes et al. An anthropomorphic robot torso for imitation: design and experiments
Ariyanto et al. Development of low cost supernumerary robotic fingers as an assistive device
Jin et al. Workspace analysis of upper limb for a planar cable-driven parallel robots toward upper limb rehabilitation

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17842993

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17842993

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1