tesis silla de ruedas 02-12-2014 finalizada
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5/19/2018 Tesis Silla de Ruedas 02-12-2014 Finalizada
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
"ANTONIO JOS DE SUCRE"
VICE-RECTORADO BARQUISIMETO
NUCLEO CARORADEPARTAMENTO DE INGENIERA MECATRNICA
DISEO DE UNA SILLA DE RUEDAS AUTOMTICA
RECLINABLE CON SISTEMA ANTI-ESCARAS
PARA PERSONAS DISCAPACITADAS
AUTORES:
JUNIOR SILVA
ADRIAN MUNELO
TUTOR: ING. MONSERRAT GARRIDO
DICIEMBRE, 2014
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
"ANTONIO JOS DE SUCRE"
VICE-RECTORADO BARQUISIMETO
NUCLEO CARORADEPARTAMENTO DE INGENIERA MECATRNICA
DISEO DE UNA SILLA DE RUEDAS AUTOMTICA
RECLINABLE CON SISTEMA ANTI-ESCARAS
PARA PERSONAS DISCAPACITADAS
AUTORES:
JUNIOR SILVA
ADRIAN MUNELO
Trabajo Especial presentado ante el Departamento de Ingeniera Mecatrnica
de la Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre
Vice-rectorado de Barquisimeto Ncleo Carora como requisito parcial para
optar al ttulo de Ingeniero Mecatrnico.
DICIEMBRE, 2014
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ACTA DE APROBACIN
TRABAJO ESPECIAL
Quienes suscriben la presente acta, miembros del jurado evaluador, designados por
la Coordinacin de Trabajo Especial del Departamento de Ingeniera Mecatrnica del
vice-rectorado de Barquisimeto de la Universidad Nacional Experimental Politcnica
Antonio Jos de Sucre Ncleo Carora para examinar el Trabajo Especial titulado
Diseo de una Silla de Ruedas Automtica Reclinable con Sistema Anti-Escaras
para Personas DiscapacitadasPresentado por los Bachilleres Junior Alfonso Silva
Muoz, titular de la cdula de identidad N22.192.532, expediente N.20082-C128 yAdrian Arturo Munelo Tua, titular de la cdula de identidad N19.921.270,
expediente N.20091-C006, como requisito parcial para optar al ttulo de Ingeniero
Mecatrnico consideramos que dicho trabajo cumple con lo establecido para tal
efecto y por lo tanto lo declaramos APROBADO.
En Carora a los _________ das del mes de _______________ del ao __________.
________________________ _______________________
Jurado: Jurado:
C.I.: C.I.:
___________________________
Tutor: Ing. Monserrat Garrido
C.I.:
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DEDICATORIA
Dedicado especialmente a DIOS, gran gua de mi camino quien me brindo fuerzay energa para no decaer en los momentos ms difciles.
Con todo mi cario y mi amor, para mi madre Gloria Elena Muoz y a mi padre
Alfonso Silva, que hicieron todo en la vida para que yo pudiera lograr mis sueos,
por motivarme y darme la mano cuando senta que el camino se terminaba, a ustedes
por siempre mi corazn y mi agradecimiento.
A mi hermano Daniel Silva, el cual ha sido un ejemplo a seguir en mi vida para
lograr mis metas.
Por ltimo, dedicado especialmente a m hermano Alfonso Silva (POCHO), que
aunque en el cielo se encuentre, siempre ha sido mi apoyo y mi guardin en todo
momento.
Junior Silva
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DEDICATORIA
Dedicado primeramente a DIOS, fuente de inspiracin y amor que me colm depaciencia y ganas para seguir esforzndome cuando estaba cansado y agotado del
camino sin el esto no sera posible.
Desde el fondo de mi corazn a mi madre Yudith Ta y a mi padre Ramn
Munelo, quienes han estado conmigo en todo momento ayudndome y motivndome
para lograr cada meta que me he propuesto.
A mi abuela Dilia Ta, mis tas, tos, hermanos, hermanas y a cada miembro de mi
familia, el cual me han prestado toda su atencin y me dieron su apoyo a cada
instante en que los he necesitado.
Adrian Munelo
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AGRADECIMIENTO
A DIOS que ha estado conmigo en cada etapa de mi vida, aportando fuerzas yentendimiento para lograr m meta.
A la Universidad Nacional Experimental Politcnica "Antonio Jos de Sucre" mi
casa de estudio gracias por permitirme formarme en sus instalaciones.
A la profesora Monserrat Garrido, tutora y colaboradora en la elaboracin de este
proyecto de grado, gracias por su dedicacin, tiempo y esfuerzo.
Al seor Carlos Huarcaya, quien me ha brindado su apoyo incondicional en cada
etapa de mi carrera.
A mi compaero de tesis Adrian Munelo, por su gran esfuerzo y dedicacin.
Gracias a esas personas importantes en mi vida, que siempre estuvieron listas para
brindarme toda su ayuda, ahora me toca regresar un poquito de todo lo inmenso que
me han otorgado. Con todo mi cario para mis grandes amigos; Joel lvarez, Jess
Torres y Luis Molleja, hermanos de corazn.
Junior Silva
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AGRADECIMIENTO
Agradecido infinitamente con DIOS, que me ha resguardado en cada paso de micamino, me ha llenado de calma y capacidad para realizar todo lo que me propongo.
A mi madre, mi padre, mis hermanos y el resto de mi familia, por el apoyo
incondicional que me han brindado en todo el proceso de mi carrera, a todos ustedes
gracias.
A mi tutora, la profesora Monserrat Garrido, que con su ayuda y experiencia,
brindo lealmente cada minuto y sugerencia en toda la realizacin de este trabajo de
grado.
A mi compaero de tesis Junior Silva, por su gran apoyo y entrega.
Adrian Munelo
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NDICE GENERAL
CONTENIDO
Pg.
ACTA DE APROBACIN
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
INDICE GENERAL
NDICE DE TABLAS
iii
iv
vi
viii
12
NDICE DE FIGURAS
RESUMEN
13
15
INTRODUCCIN 16
CAPTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 17
Descripcin 17
Objetivos 20
Objetivo General 20
Objetivos Especficos 20
Justif icacin e Importancia 21
Alcances 24
Limitaciones 27
CAPTULO II
MARCO TERICO 28
Antecedentes 28
Bases Ter icas 31
Discapacidad Motriz y Paraplejia
lceras por Decbito
Sistema Anti-Escaras
Silla de Ruedas
31
33
34
36
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Motor Elctrico
Motores de Corriente Directa
Motores de Corriente Alterna
ServomotorEngranajes
Microcontrolador
Sensores
Dispositivos de Mando, Regulacin y Control
Generador Elctrico
CAPTULO IIIMETODOLOGA DE LA INVESTIGACIN
38
38
43
4648
54
57
60
66
72
Naturaleza de la I nvestigacin 72
Fases de la I nvestigacin 73
Fase I. Diagnstico 74
Instrumentos y Tcnicas de Recoleccin de Informacin 74
Instrumentos 75
Observacin Directa 75
Entrevista no Estructura 76
Fase I I . Estudio de la Factibil idad 76
Factibilidad Tcnica 77
Factibilidad Operativa 77
Factibilidad Econmica 78
Fase I I I . Diseo de la investigacin 79
Mdulo de Alimentacin 80
Mdulo de Interfaz 81Mdulo de Sensado 81
Mdulo de Control 81
Mdulo de Motores 82
Mdulo de Potencia 83
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Diseo 83
Actividades 84
CAPTULO IVPRESENTACIN Y ANLISIS DE LOS RESULTADOS 86
Fase I : Diagnostico de la I nvestigacin 87
Fase I I : Estudio de la Factibil idad 88
Factibilidad Tcnica 89
Factibilidad Operativa 90
Factibilidad Econmica 92
Fase I I I : Resul tados de la I nvestigacin 94Mdulo de Alimentacin 95
Mdulo de Control 99
Mdulo de Interfaz con el Usuario 103
Mdulo de Sensado 106
Mdulo de Potencia 110
Mdulo de Mecnico 116
CAPTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
Recomendaciones
Referencias Bibli ogrficas
127
127
129
131
Glosario 134
ANEXOSAnexo I: Manual de Usuario del Equipo
Anexo II: PIC16F877A
Anexo III: LM78XX
Anexo IV: TIP32C
138138
156
157
158
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Anexo V: IRF1404
Anexo VI: Sensor Ultrasnico HC-SR04
Anexo VII: 2N3906
Anexo VIII: Programacin AssemblerAnexo IX: Tarjeta Electrnica en PCB
Anexo X: Silla de Ruedas Automatica finalizada
159
160
161
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NDICE DE TABLAS
Tabla Pg.1 Cronograma de las Actividades 85
2 Lista de Precios de Componentes y Materiales 93
.
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NDICE DE FIGRAS
Figura
1 Escaras en la regin sacra
Pg.
34
2 Cojn anti-escaras de aire 35
3 Silla de ruedas manual 37
4 Silla de ruedas elctrica 37
5 Partes del motor de corriente directa 39
6 Motor de excitacin independiente 397 Motor serie 40
8 Motor de derivacin 41
9 Motor compuesto 42
10 Partes del Motor C.A 43
11 Partes de un Servomotor 47
12 Engranajes helicoidales de ejes paralelos 50
13 Engranajes Helicoidales de ejes cruzados 51
14 Engranajes Helicoidales dobles 52
15 Tornillo sin fin 53
16 Microcontrolador 55
17 Esquema de un Microcontrolador 56
18 Clasificacin segn el tipo de seal emitida 59
19 Sensor ultrasnico 60
20 Gamepad 64
21 Trackball 6422 Joysticks 65
23 Dinamo de Botella Convencional 68
24 Dinamo de buje 69
25 Dinamo de buje 69
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26 Diagrama de la carga de una batera de celdas secundarias 71
27 Diagrama de bloques de los mdulos electrnicos del sistema 80
28 Descripcin de los Bloques 95
29 Mdulo de alimentacin 9930 Mdulo de control representado por PIC 16f877A 101
31 Diagrama de Flujo 102
32 Mdulo de Interfaz con el Usuario 104
33 Diagrama de Flujo 105
34 Mdulo de sensado 108
35 Diagrama de Flujo 109
36 Fuerza aplicada en el eje de la rueda 11237 Mdulo de Potencia 114
38 Diagrama de Flujo 115
39 Silla de Ruedas 118
40 Momento flector en MDsolids 120
41 Momento de Inercia en MDsolids 121
42 Momento de Inercia en MDsolids 122
43 Modulo Mecnico representado por la silla elctrica 126
44 Nivel de Batera 140
45 Botn ON/OFF 141
46 Marcha hacia adelante 142
47 Marcha hacia atrs 143
48 Giro a la Derecha 143
49 Giro a la Izquierda 144
50 Palancas de Freno Manual 145
51 Switch para los posa pies 14652 Switch para el espaldar. 147
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA
"ANTONIO JOS DE SUCRE"
VICE-RECTORADO BARQUISIMETO
DEPARTAMENTO DE INGENIERA MECATRNICANUCLEO CARORA
DISEO DE UNA SILLA DE RUEDAS AUTOMTICA
RECLINABLE CON SITEMA ANTI-ESCARAS
PARA PERSONAS DISCAPACITADAS
AUTORES: SILVA JUNIOR Y MUNELO ADRIANTUTOR(A): ING. MONSERRAT GARRIDO
RESUMEN
En el presente trabajo, se realiz una Silla de Ruedas Automtica Reclinable con
Sistema Anti-Escaras para Personas Discapacitadas, la investigacin est enmarcada
en la modalidad de proyecto factible y se desarroll en las siguientes fases,
diagnostico, estudio de factibilidad y diseo, en la cual el objetivo principal es el de
mejorar la calidad de vida de las personas con algn tipo de discapacidad motriz y
adems evitar las lceras por decbito o mejor conocidas como escaras.
El proyecto se basa en la construccin de una silla de ruedas que pueda reclinar
tanto el espaldar como los posa pies, adems consta de una mesa automtica para que
la persona pueda darle uso a sus necesidades diarias, por ltimo, tambin se
implement un sistema de sensores para la deteccin de obstculos traseros y
delanteros. Para ello se utiliz un microcontrolador PIC 16F877A y sensores
ultrasnicos modelo HC-SR04, adems de otros componentes electrnicos ms
bsicos como transistores, rels, integrados, entre otros. Cabe destacar que esta
informacin es disponible para cualquier usuario en el mundo.
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Introduccin
En la actualidad la tecnologa ha avanzado a pasos agigantados, brindando de estamanera sus aplicaciones en los diferentes campos de nuestro entorno, el cual se puede
mencionar la salud, en donde se enfoca a la recuperacin y comodidad de un
paciente, valga la redundancia para nuestra innovacin se adhiere al campo
mencionado, ofreciendo una ayuda a las personas que sufren prdidas o lesiones del
sistema motriz.
De esta manera, cabe por destacar un mvil que ayude a la persona a su
desplazamiento diario con una gran comodidad, el cual dentro de los distintos
equipos resalta la silla de ruedas, por su gran accesibilidad y alto desempeo en las
distintas superficies terrestres, por ello nuestra propuesta muestra este tipo de equipo
con una serie de innovacin para brindarle a la persona lesionada una gran comodidad
la cuales se reflejan en disminucin de esfuerzo al desplazarse siendo sta de
modalidad elctrica.
Del mismo modo se adhiere un sistema reclinable para que la persona pueda
obtener ms opciones en sus posiciones fsicas brindndole de esta manera ms
comodidad a su cuerpo, adems la propuesta se compone por un sistema de masajes
(anti-escaras), ubicado en la parte inferior de la espalda ofreciendo de este modo la
disminucin de ulceras por decbito en esa regin. Tambin este equipo cuenta con
un sistema detector de obstculos ayudando a la maniobrabilidad de la silla. Porltimo, se le incorpora a este equipo una mesa de manera que su accionamiento sea
de modo automtico para ofrecerle a la persona ms opciones de individualidad por s
mismo en los distintos entornos que lo rodean. El proyecto desarrollado consta de
cinco captulos en cual se da su explicacin ms adelante.
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CAPTULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Descripcin
A medida que avanza la tecnologa los seres humanos se hacen ms dependientes
de ella crendose as una necesidad de la vida diaria y por ende volvindose cada vez
ms exigentes. Segn Posse (2005), la deficiencia motriz es uno de los campos donde
la tecnologa tiene una mayor importancia y trascendencia. Lesiones modulares o
paraplejias causan discapacidades fsicas que llegan a ser una traba personal y social
para las personas que la sufren y un gran reto para el entorno familiar que les apoye.
Segn Pott (1779), los pacientes parapljicos presentan una condicin que surge
como consecuencia de trastornos fsicos tales como problemas traumticos (lesin
medular grave: seccionamiento o compresin de la mdula espinal, usualmente por
fragmentos de hueso de una fractura vertebral o un traumatismo obsttrico en los
nios o una bala, por ejemplo) atumores (compresin crnica de la mdula),mielitis
transversa yesclerosis mltiple entre otros. Tambin como consecuencia delMal de
Pott,tuberculosis de la columna vertebral.
http://es.wikipedia.org/wiki/Tumorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mielitis_transversahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mielitis_transversahttp://es.wikipedia.org/wiki/Esclerosis_m%C3%BAltiplehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mal_de_Potthttp://es.wikipedia.org/wiki/Mal_de_Potthttp://es.wikipedia.org/wiki/Mal_de_Potthttp://es.wikipedia.org/wiki/Mal_de_Potthttp://es.wikipedia.org/wiki/Esclerosis_m%C3%BAltiplehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mielitis_transversahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mielitis_transversahttp://es.wikipedia.org/wiki/Tumor -
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No obstante, existen otros pacientes que han sufrido un accidente que sin ser
necesariamente aparatoso, presentan una lesin en la medula espinal y ambos casos el
mundo se convierte en algo esttico. As que, en un entorno proyectado y construido
para personas con sus capacidades motrices intactas, el discapacitado encuentra elcamino frecuentemente cubierto de vallas insalvables.
En este entorno se desea que la persona parapljica manifieste cierta libertad,
satisfacer una serie de necesidades bsicas y ampliar su espectro de acciones, sta se
presenta como una solucin favorable. En mucho de estos casos, personas que sufren
estas lesiones son estudiantes, dificultndoles de esta manera el rendimientoacadmico.
Por lo que, se torna necesario un sistema que le permita contar con un espacio que
implique autonoma y mayor independencia de terceros, equipamiento adecuado para
completar un sistema donde cada objeto cumpla una funcin estrechamente adaptada
a las necesidades particulares de una persona parapljica en situacin de actividad
productiva, la posibilidad de usuario y habitantes de este espacio, de sostener un
estilo de vida activo, reduciendo sus limitaciones a su mnima expresin, una
implementacin que no implique costos prohibitivos de tal manera que el sistema
tenga mayor amplitud y alcance siendo til a un universo ms amplio de usuarios.
Sin embargo en Venezuela se encuentran diferentes centros de ayuda a personas
discapacitadas como por ejemplo La Fundacin Procura de las Parlisis; estos centrosen su mayora se ubican en la ciudad de Caracas, por lo que los pacientes con
discapacidad o en su defecto sus familiares que radican en el interior del pas,
especficamente en el Estado Lara, deben trasladarse a la capital para poder realizar
los trmites para conseguir una silla de ruedas que se adecue a sus necesidades ya que
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normalmente, solo este tipo de instituciones quienes tienen mayor facilidad para
poder traerlas del extranjero, en vista de que este tipo de sillas no se fabrican en el
pas y adems resultan ser muy costosas.
De lo anteriormente expuesto, surge la necesidad de adaptar una silla de ruedas
automtica, en la cual pueda desarrollarse un sistema automtico de control para
adaptar a las sillas de ruedas que permita el traslado de un lugar a otro con mayor
libertad y autonoma. Es comn que las sillas de ruedas con motores puedan ser
comandadas por un tipo de sistema.
De esta manera, el equipo muestra un cumplimiento muy importante para el
desarrollo de las capacidades de aquellas personas que de una u otra manera no
pueden realizar completamente los movimientos de su cuerpo, el cual ellos poseen la
necesidad de sentirse tiles pudindose desplazar de un lugar a otro sin necesidad de
terceros, adems resulta econmico y puede beneficiar a toda la comunidad de
discapacitados en el Estado Lara.
Estas caractersticas, le brindan al equipo la confianza necesaria para que pueda
ser empleado en cualquier silla de ruedas. Lo expuesto anteriormente, es necesario ya
que en el pas no se cuenta con equipos de esta naturaleza para estos pacientes los
cuales dependen de personas que los ayuden constantemente y en los casos ms
dramticos estos pacientes se encuentran confinados a una cama ya que sus familiares
no poseen los recursos o de tiempo para dedicarse a ellos.
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Objetivos
Objetivo General
Disear una Silla de Ruedas Automtica Reclinable con Sistema Anti-Escaras para
Personas Discapacitadas.
Objetivos Especficos
Diagnosticar la necesidad del diseo de una silla de ruedas automtica reclinable
con sistema anti-escaras para personas discapacitadas.
Realizar y determinar los estudios de la factibilidad del diseo de una silla de
ruedas automtica reclinable con sistema anti-escaras para personas discapacitadas.
Construir el mdulo mecnico del diseo de una silla de ruedas automtica
reclinable con sistema anti-escaras para personas discapacitadas.
Construir el mdulo electrnico del diseo de una silla de ruedas automtica
reclinable con sistema anti-escaras para personas discapacitadas.
Disear el mdulo de control de mando del diseo de una silla de ruedas
automtica reclinable con sistema anti-escaras para personas discapacitadas.
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Justificacin E Importancia
En la actualidad existen infinidad de afecciones que impiden el desplazamientoautnomo de las personas, estas suelen depender de equipos para usos especiales
como son las sillas de ruedas, en algunos casos severos de discapacidad estos equipos
no son suficientes o adecuados, (por ejemplo la Parapleja, en la que los pacientes
carecen totalmente de sus facultades motoras inferiores) por lo que este equipo
mejora gratamente la calidad de vida de las personas discapacitadas, brindando as un
verdadero propsito de investigacin para cuantificar la necesidad y comodidad, que
este equipo podr brindar a las personas con discapacidad. Por otro lado, la personaser capaz de conducir el sistema de comando en situaciones de difcil
maniobrabilidad.
Segn Gutirrez (2012), la silla de ruedas es, para muchas personas
con discapacidad fsica, la solucin a sus limitaciones de desplazamiento, no se le
debe considerar como el fracaso de cualquier tratamiento previo o como un elemento
relegado a alguien que no puede desplazarse haciendo uso de sus extremidades
inferiores. Para alguien que utiliza una silla de ruedas, esta pasa a convertirse en sus
piernas y en cualquier caso, un equipo en el cual pasan la mayor parte del da.
Esto sustenta un aporte social ya que permitir al usuario reintegrarse a su vida
laboral y social. En un comienzo cumple doble requerimiento. Por un lado, ha de ser
estable y cmoda y, por otro, ha de permitir un fcil desplazamiento.
Segn Morales (2008), la eleccin de una silla de ruedas es un proceso en el que
se han de escuchar varias opiniones. Por un lado, la del mdico prescriptor, cuyo
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papel le ha de corresponder al mdico rehabilitador, nico especialista mdico que
centra su actividad en todo lo referente a la discapacidad y la minusvala; y por otro,
tanto la del terapeuta ocupacional como la del fisioterapeuta y el tcnico ortopdico
correspondiente. Todos estos profesionales actan como asesores del verdaderoprotagonista de la prescripcin, que no es otro que el propio usuario. A l le
corresponde un papel activo y fundamental sealando sus requerimientos,
necesidades e incluso experiencias previas.
Es recomendable que se asesore convenientemente con los agentes citados, pero
nadie mejor que l sabe para qu quiere la silla, dnde la va a utilizar y cunto estdispuesto a gastar. Es por ello que esto nos conlleva a realizar convenientemente los
estudios previos en cuanto a la formacin y necesidad del requerimiento de tal
equipo.
El aporte terico-prctico le aade a este proyecto un valor agregado a estos
equipos siendo manejado muy fcilmente por diversos sistemas y mecanismos donde
se aplican los conocimientos previos basados en la ingeniera Mecatrnica, ya que se
implement un sistema de control direccional, de velocidad, de sensoria para la
deteccin de obstculos y mecanismos para reclinar el asiento y posa pies, adems de
una mesa automtica para satisfacer completamente sus necesidades, as como
tambin un mecanismo mvil que permitir el desplazamiento del equipo.
La silla de ruedas automtica ha sido creada para satisfacer a los usuarios msexigentes en lo que se refiere a posicionamiento, funcionalidad y comodidad,
mejorando la calidad de vida para personas discapacitadas con problemas de
paraplejia u otros. Se trata de una silla prctica y cmoda que permitir ofrecer
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resultados de desplazamiento ptimos gracias a sus diversos sistemas y mecanismos
de funcionamiento.
Su asiento de concepcin modular permite unos ajustes fciles y rpidos para
conseguir siempre el mejor posicionamiento. Una nueva tecnologa que le ofrecer al
usuario ir ms lejos y ms rpido, vencer obstculos ms fcilmente, tener mayor
control del equipo y poder conducir con mayor seguridad en lnea recta a travs de
superficies desiguales debido a que cuenta con una buena traccin en las ruedas
traseras y cauchos de excelente agarre.
La metodologa de este proyecto podr ser de gran utilidad para futuros y
prximos trabajos referentes a la silla de ruedas automtica, ya que aportara nuevas
ideas y soluciones a nivel de estudio pre y post universitario.
De esta manera, la realizacin de esta investigacin proporciona una serie de
beneficios econmicos y sociales que garantizaran la utilidad y aplicabilidad del
mismo. En lo econmico, porque el equipo no tiene un costo relativamente alto y
adems si se logra su fabricacin en serie, estos seran aun menores, dems que se
estara incentivando a los empresarios a realizar este tipo de Equipos Mdicos en el
pas y en lo social porque beneficia a todas las personas que sufran de paraplejia o
enfermedades y trastornos semejantes, pudiendo acceder con mayor facilidad a este
tipo de silla de ruedas.
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Alcances
La silla de rueda elctrica, ha sido diseada de una manera convencional, la cualtiene incorporado un asiento situado sobre un bastidor tolerado por un par de ruedas
traseras y delanteras, adems es autopropulsada por dos motores elctricos cuyo
movimiento es determinado por la accin del usuario sobre un panel de control.
Considerando los elementos anteriormente nombrados, se tom en cuenta el
funcionamiento que posee el bastidor, el mismo est acoplado sobre un par de ejes
motrices, el cual genera un movimiento angular (girar), con ayuda de los motores
mencionados.
Los motores elctricos que componen la silla de rueda automtica son de
accionamiento independiente con el fin de facilitar el movimiento maniobrable de las
ruedas traseras (izquierda y derecha), logrando conseguir el giro deseado con ayuda
de las ruedas delanteras que guiaran el sentido del mismo.
Se han utilizado ruedas macizas blandas que proporcionan el movimiento del
equipo de una manera equilibrada ayudando a s mismo a la comodidad y movilidad
del usuario. Adems estas mismas ayudan en el desempeo de pinchadura por su gran
resistencia.
La silla de ruedas depende de un mdulo de alimentacin, el cual est compuestopor una batera de 12 voltios, la cual trabajan de modo recargable de una toma de
energa de 110 voltios de corriente alterna con una frecuencia de 60hz. Es una batera
de 650AH (ampere por hora), esta misma alimentacin tiene la capacidad de
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adicionar la energa necesaria para alimentar cada mdulo que compone el equipo,
permitiendo de esta manera una funcionalidad eficaz de la silla de ruedas elctrica.
Segn Araujo (2007), manejar y mover la silla de ruedas en largas distancias
requiere un esfuerzo fsico considerable, por lo que en la silla de ruedas elctricas
brinda un mayor porcentaje de ventaja y beneficio para el paciente. De esta manera la
silla de ruedas automtica tiene la capacidad de proporcionarles a sus usuarios un
mayor nivel de libertad, porque esta cuenta con un panel de control de mando
(joystick), que esta adherido a la silla, en la que el usuario la utilizara para maniobrar
los movimientos y la direccin de la misma. De esta manera reduce el esfuerzo fsicorequerido en la silla de ruedas de manipulacin manual.
Adems de brindar comodidad y alto desempeo a reducir esfuerzo fsico, la silla
de ruedas automtica posee una aplicacin, la cual tiene el objetivo de ajustar la
velocidad en la que el equipo se dirija. Sin embargo al usuario se le demostrar como
controlar este tipo de ajuste, para que pueda maniobrar el prototipo a su conveniencia.
As mismo, adems del sistema convencional, se realizaron cinco nuevos mecanismos
para comandar, mantener y acondicionar la silla:
a) Mediante un sistema automtico, se controla la velocidad, sentido (derecha o
izquierda), adelantar y retroceder como tambin frenar.
b)
Por medio de sensores traseros y delanteros, anunciar la deteccin de
obstculos que pueden intervenir o ubicarse en la va hacia donde sea
desplazada o direccionada la silla de ruedas.
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c)
Cuenta con un mecanismo, con el cual pueda reclinar a la altura deseada tanto
el espaldar de la silla como su posa pies para mejor adaptacin del cuerpo y as
una mayor comodidad.
d) Un sistema anti-escaras que cuenta con un motor de aire y un cojn en el
interior del asiento que en conjunto permite evitar que el paciente postrado
genere las lceras por decbito (escaras).
e)
Una mesa automtica, con la capacidad de ayudar a la persona discapacitadaen una serie de funciones como por ejemplo, para comer, leer o usar una
laptop y lo ms esencial para un estudiante tener la disposicin de
desenvolverse acadmicamente por s mismo.
La silla de ruedas automtica tiene un sistema Anti-Escaras, el cual le
proporcionar al usuario una serie de masajes que le evitara la corrosin en la piel que
con el tiempo puede obtener por el uso diario de la misma, adems esta silla es
reclinable de manera que brindara una gran comodidad a la persona que la est
utilizando, porque sta aporta un cambio a la monotona de estar sentado en una
misma posicin.
Culminando los alcances que se adicionaron, se ha implementado un sistema de
deteccin de obstculo brindndole al usuario mejor maniobrabilidad al momento deutilizar la silla, adems se ha construido una mesa automtica, que ayude a la persona
en ciertos aspectos que lo involucren en sus actividades diarias y ms en cuando si de
estudiante se trata, de esta manera aportarle una gran ayuda en su desempeo de
acadmico.
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Limitaciones
Las sillas de ruedas tanto manuales como elctricas siempre han tenido unproblema, ya que aunque son muy tiles en terreno llano, no se puede decir lo mismo
si se habla de terrenos irregulares, sin mencionar la prctica imposibilidad de superar
obstculos. Este es un problema que se ha intentado solucionar desde vas diferentes;
por un lado las administraciones correspondientes, con leyes para facilitar la
accesibilidad y suprimir las barreras arquitectnicas, urbansticas y de comunicacin,
estableciendo, entre otros, medidas mnimas sobre accesibilidad, que imposibiliten la
superacin de obstculos tales como bordillos, incluso escaleras.
La silla de ruedas automtica es ms pesada de lo habitual y necesita de mayor
espacio de maniobra y ms mantenimiento que una silla de ruedas manual.
No puede avanzar en superficies montaosas y rocosas ya que solo podr avanzar
en zonas urbanas, donde las superficies del terreno son levemente irregulares.
Por otro lado, la batera requiere de una recarga diaria debido a su constante
utilizacin. El cargador suministrado con el equipo de movilidad deber recargar
completamente la batera durante la noche por medio de una alimentacin casera de
110v-120v AC.
La silla ha sido elaborada solo para personas adultas de tamao promedio y
ligeramente obesas, con un lmite de unos 80Kg, ya que en el caso de sobre pasar o
exceder un lmite fijado de peso, esta conllevara a dificultar la aceleracin y traccin
de las ruedas, haciendo forzar su funcionamiento.
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CAPTULO II
MARCO TERICO
En el diseo y realizacin de la silla de ruedas automtica reclinable con sistema
anti-escaras para personas discapacitadas, se ha aplicado en base a sus estudios
referentes al mismo, tomando en cuenta diferentes aspectos de las personas,
permitiendo de esta manera realizar un producto de calidad.
Antecedentes
Las primeras sillas a poder usaban cintas en el tren de traccin. El motor encendaun rotor que tena una cinta enrollada a su alrededor, y la cinta transmita la energa a
las ruedas. Las sillas de hoy en da usan transmisin directa, significando que el
motor enciende engranajes que encendidos mueven la energa a travs de una
transmisin de engranajes a las ruedas. La transmisin directa es ms confiable y
necesita menos mantenimiento. A continuacin, algunas novedades en cuanto a las
sillas elctricas:
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Araujo, S. (2007), realizo un trabajo de grado titulado Sistema de Control para
Movimientos de una Silla de Ruedas Mediante Soplo/Aspiracin y Movimiento del
Cuello, se basa en lograr controlar el mecanismo de una silla de ruedas utilizando
soplo/aspiracin y sensores analgicos. Est dirigido a aquellas personas quepresentan una lesin medular o cuadriplejia, es un equipo de bajo costo.
Consta de cuatro mdulos, el mdulo de la unidad de control que est compuesto
por un microcontrolador que se va a encargar de manejar el resto de los mdulos; el
sistema de sensores recibe o traduce los movimientos realizado por la silla de ruedas;
el mdulo de alimentacin mantiene el equipo energizado siempre que el pacientevaya a utilizarlo y el mdulo electro-mecnico que mover los motores en la
direccin indicada por los sensores.
Con la realizacin de este sistema se logr controlar una silla de ruedas mediante
soplo/aspiracin y los movimientos del cuello resultando ser de fcil acceso y adems
econmico. Este proyecto nos brind un gran aporte debido a que se tom en cuenta
la realizacin del mdulo de la unidad de control la cual nos ayuda para la
construccin de dicho mdulo.
Navarro, A. (2010), en su trabajo titulado Silla de Ruedas Sper Inteligente,
para optar por el ttulo de ingeniero Industrial y de Sistemas en la Universidad del
valle de Mxico, cuyo objeto fue disear un sistema que permite una persona con
grave discapacidad neuromotora elegir smbolos en una PDA a bordo de una silla deruedas, utilizando solamente seales electroencefalograficas (EEG). A travs de dicha
eleccin, el usuario puede expresar sus necesidades o estados, tales como sueo, sed,
hambre, entre otros, redactar textos en un teclado alfanumrico y adems comandar
una silla de ruedas robtica.
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Los patrones de EEG utilizados son la sincronizacin y desincronizacin
relacionadas a eventos (ERS y ERD, respectivamente) presentes en la banda alfa de la
regin occipital del cerebro. Se detalla el sistema de adquisicin y se presentan
resultados experimentales del trabajo realizado.
Este trabajo nos brind suficientes aportes, debido a que la informacin
suministrada por el mismo, nos dio una visin a futuro cuando la discapacidad motriz
de la persona sea avanzada de cmo implementar un sistema nuevo de control de
motores y de navegacin.
lvarez, F. y Alexander, E. (2011), realizaron un proyecto de grado que tiene por
ttulo Silla de Ruedas Inteligente para Nios Menores de Ocho Aos, con el
objetivo de detectar objetos frente y detrs de l a travs de sensores de proximidad
infrarroja Sharp 80, pendientes pronunciadas y desniveles por medio de un
acelermetro ADXL321 +/- 18g, conducido mediante un joystick por la persona con
discapacidad.
Tambin su propuesta cuenta con un sensor de corriente ACS712 que indica
cuando los niveles de la batera sean bajos, tiene mdulos XBEE de comunicacin
inalmbrica que transmite una seal cuando la persona necesite ayuda. Todos estos
dispositivos electrnicos emiten datos que son recibidos por un microcontrolador
PIC16F877A donde los procesa para emitir la respectiva seal que hace que la silla se
mueva adecuadamente, debido a una previa programacin del microcontrolador.
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Este proyecto nos fue de gran ayuda ya que nos brinda un gran aporte en
diferentes aspectos, primero en cuanto al mdulo de sensado para detectar la
proximidad de objetos que puedan obstaculizar el camino en el que se desplaza la
silla de ruedas. Segundo para el manejo y control del joystick ya que nos parece ser elmejor sistema para que la persona discapacitada pueda tener control y
maniobrabilidad de la silla de ruedas. Por ltimo tomamos en cuenta el indicador del
nivel de batera, necesario para que el usuario se encuentre al tanto de su rendimiento
para el funcionamiento del equipo.
Bases Tericas
Discapacidad Motr iz y Paraplejia
Cuando hablamos de Discapacidad Motriz debemos entender a esta como la
dificultad que presenta una persona en el manejo y control de su cuerpo y que por sus
caractersticas requiere de la implementacin de diversas adecuaciones para que
pueda desenvolverse en los diversos contextos en los que participa. Se considera una
persona con Discapacidad Motora cuando por diversas causas (fsico-muscular,
nervios motores y cerebro) ve afectada su habilidad en el control y manejo del
movimiento, equilibrio, coordinacin y postura de las diversas partes del cuerpo.
Segn Gallardo (1999), es importante que entendamos que la Discapacidad Motrizno es una consideracin que afecte el rendimiento intelectual de la persona. Las
dificultades que presenta una persona con Discapacidad Motriz pueden ser muy
variadas dependiendo del momento de aparicin, los grupos musculares afectados
(topografa), el origen y el grado de afectacin (ligera, moderada o grave). Las causas
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pueden ser prenatales (durante el embarazo), perinatales (en el mismo momento de
nacer) o postnatales (luego de haber nacido).
El movimiento voluntario es generado por el haz piramidal, quien es responsable
de los movimientos bsicos y precisos que realizamos a diario y tiene la finalidad de
organizarlos en el espacio y el tiempo. El movimiento involuntario, automtico y
asociado, est regido por la va motriz indirecta o haz extrapiramidal (red neuronal
que forma parte delsistema nervioso central y es parte delsistema motor,relacionado
con la coordinacin del movimiento).
Segn Wales (2011), la paraplejia es una enfermedad que ocasiona que la parte
inferior del cuerpo de la persona quede paralizada, careciendo de funcionalidad.
Normalmente es ocasionada por una lesin medular o una enfermedad congnita.
Tambin es muy comn que se d como resultado de accidentes de trnsito. No suele
tener cura, es una enfermedad permanente y no progresiva en las que hay prdidas de
sensibilidad en los miembros paralizados.
Adems puede darse como resultado de un trauma (lesin medular grave:
seccionamiento o compresin de la mdula espinal, usualmente por fragmentos de
hueso de una fractura vertebral o un traumatismo obsttrico en los nios o una bala,
por ejemplo), de tumores (compresin crnica de la mdula), o tras padecer de
mielitis transversa y esclerosis mltiple, entre otros.
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_centralhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_motor&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Sistema_motor&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_central -
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lceras por Decbito
Segn Moskowitz (2010), las lceras por Decbito o tambin llamada Escaras, esun rea cutnea que se rompe cuando se ejerce presin constante contra la piel. La
presin contra la piel reduce el riego sanguneo hacia el rea y el tejido afectado
muere. Esto puede suceder cuando la persona permanece en una posicin por mucho
tiempo sin cambiar el apoyo. sta podra presentar una lcera de decbito si usa una
silla de ruedas o si est confinado a una cama, incluso por un corto perodo de tiempo
(por ejemplo, despus de una ciruga o lesin).
La causa principal del desarrollo de una lcera por decbito es la inmovilidad, y
son muchos los factores patolgicos que determinan una reduccin de motilidad del
paciente. La presencia concomitante de incontinencia fecal y urinaria, la deficiencia
de vitamina C, la hiponutricin y la presencia de fracturas aumentan el riesgo de
incidencia en aquellos sujetos que guardan cama o se ven obligados a permanecer en
una silla de ruedas. Los cambios de la piel propios de la edad, tales como la prdida
de vasos drmicos, el adelgazamiento de la epidermis, la prdida de fibras elsticas y
el aumento de permeabilidad de la piel, incrementan el riesgo de formacin de
lesiones por decbito.
Segn Bluestein (2008) las lceras pueden aparecer en cualquier zona cutnea
comprendida entre un saliente seo y la superficie de apoyo en la que se ha producido
una prolongada accin mecnica. No obstante, las localizaciones ms frecuentesguardan relacin con la postura que el paciente adopta en la cama o en la silla. En
posicin supina, las localizaciones afectadas son las siguientes regiones: sacro,
talones, escpulas, apfisis espinosas vertebrales y regin occipital. En las posiciones
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laterales, las zonas ms expuestas son las de los trocnteres, las de los malolos, las
zonas cigomticas y los pabellones auriculares.
Figura N1: Escaras en la regin sacra
Fuente: Zieve, D. (2010).
No obstante, la localizacin ms frecuente es sin lugar a dudas y en trminos
generales la regin sacra, como se muestra en la figura. Aqu la llaga adopta amenudo dimensiones realmente imponentes y temibles y presenta una evolucin
siempre grave, en parte por el enorme riesgo de contaminacin por heces y orina al
que se ve sometida en sujetos con incontinencia.
Sistema Anti -Escaras
Segn la Gua de Consultas Mdicas (2011), el sistema anti-escaras es un sistema
dinmico de prevencin de escaras con presin alternante, cuenta con un motor de
aire y una colchoneta que en conjunto permite evitar que un paciente postrado genere
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las lceras por decbito (escaras). Se trata de un compresor elctrico que permite
inflar alternativamente dos circuitos de aire de los colchones tubulares o celulares a
intervalos predeterminados.
De esta manera favorece al cuerpo proporcionando masaje por variacin de la
presin, evita la sobrepresin en una zona determinada de la piel, reduciendo la
temperatura y humedad, lo que incide en la disminucin de los factores que provocan
o aumentan las escaras en la piel: humedad, presin o calor excesivo. El cual
mejorara la circulacin sangunea y el riesgo de escaras se reduce considerablemente.
El colchn anti-escaras es una de las mejores maneras de ayudar prevenir la
formacin de escaras en la piel. Ideado para ser utilizado en el hogar, hospitales y
centros de internacin, pues es totalmente silencioso y automtico. Consta de un mini
compresor y un colchn de burbujas realizado en material de PVC (poli cloruro de
vinilo) de grado mdico, con retardo anti-flama. Este sistema otorga grandes
beneficios al paciente, tales como reducir el tiempo de apoyo del cuerpo en una
misma zona, inflando y desinflando alternativamente las dos series de burbujas cada
cuatro minutos aproximadamente, activando la circulacin sangunea y provocando
un suave masaje para el paciente. Todo este proceso es totalmente automatizado.
Figura N2: Cojn anti-escaras de aire
Fuente: http://www.locatel.com.ve/ (2012).
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Sil la de Ruedas
Segn Rodrguez (2012), una silla de ruedas es una ayuda tcnica que consiste enuna silla adaptada con al menos tres ruedas, aunque lo normal es que disponga de
cuatro. Estas sillas estn diseadas para permitir el desplazamiento de aquellas
personas con problemas de locomocin o movilidad reducida, debido a una lesin,
enfermedadfsica (parapleja, tetrapleja, etc.) o psicolgica.
Clases de si l las de ruedas
Manuales
Impulsadas por el propio ocupante que hace girar las ruedas traseras empujando
los aros acoplados en el exterior de stas. Se fabrican en dosmodelosprincipalmente
plegables (para ahorrar espacio y poder ser transportadas en maleteros y otros
habitculos similares) y rgidas. Muchos de ambos modelos estn fabricados en
materiales ultraligeros, como el aluminio de aviones y el titanio al carbono con un
revestimiento de Kevlar para brindarle mayor durabilidad, y sobre todo ligereza, ya
que su usuario debera ser capaz de levantarla y guardarla, consiguiendo as cierto
grado de autonoma y autosuficiencia.
http://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#ALUMINhttp://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml#carhttp://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml#carhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#ALUMINhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/adolmodin/adolmodin.shtmlhttp://www.monografias.com/Fisica/index.shtml -
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Figura N3: Silla de ruedas manual
Fuente: Martnez, S. (2012).
Elctr icas
Impulsadas por motores que son accionados por bateras de 4 o 5 amperios
recargables. El ocupante controla la silla por medio de un joystick y un pequeopanel
de control que da acceso a configurar lavelocidad y, en algunos modelos, la posicin
del respaldo, asiento, reposapis, etc., colocado en uno de los apoyabrazos.
Figura N4: Silla de ruedas elctrica
Fuente: Salas, A. (2012).
http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/wind/wind.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml -
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Casi todos los modelos de sillas son altamente adaptables: tamao y posicin de
asiento y respaldo, apoyabrazos y apoyapis regulables y extrables. Las sillas de
ruedas estn recogidas pornormas decalidad que se mencionaran posteriormente.
Motor elctr ico
Segn Tirado (2012), un motor elctrico es una mquina elctrica que transforma
energa elctrica en energamecnicapor medio de interacciones electromagnticas.
Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energamecnica en energa elctrica funcionando como generadores. Los motores elctricos
de traccin usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa
con frenos regenerativos. Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales,
comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a unared de suministro
elctrico o a bateras. As, en automviles se estn empezando a utilizar en vehculos
hbridos para aprovechar las ventajas de ambos.
Motores de Corr iente Di recta (C.D.) o Corr iente Continua (C.C.)
Segn Tirado (2012), estos motores se utilizan en casos en los que es importante el
poder regular continuamente lavelocidad del motor, adems, se utilizan en aquellos
casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de
motores accionados porpilas o bateras. Este tipo de motores debe de tener en el rotory el estator el mismo nmero de polos y el mismo nmero de carbones. Los motores
de corriente continua se clasifican segn la forma de conexin de las bobinas
inductoras e inducidas entre s.
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtmlhttp://www.monografias.com/Computacion/Redes/http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml -
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Figura N5: Partes del motor de corriente directa
Fuente: Mercado, D. (2008).
Motor de excitacin independiente
Son aquellos que obtienen la alimentacin del rotor y del estator de dosfuentes de
tensin independientes. Con ello, el campo del estator es constante al no depender de
la carga del motor, y el par de fuerza es prcticamente constante. Este sistema de
excitacin no se suele utilizar debido al inconveniente que presenta el tener que
utilizar una fuente exterior de corriente.
Figura N6: Motor de excitacin independiente
Fuente: Tirado, S. (2012).
http://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNChttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/formulac/formulac.shtml#FUNC -
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Motor ser ie
Los devanados de inducido y el inductor estn colocados en serie y alimentadospor una misma fuente de tensin. En este tipo de motores existe dependencia entre el
par y la velocidad; son motores en los que, al aumentar la corriente de excitacin, se
hace disminuir la velocidad, con un aumento del par.
Figura N7: Motor serie
Fuente: Tirado, S. (2012).
Motor de derivacin
El devanado inducido e inductor estn conectados en paralelo y alimentados por
una fuente comn. En estas mquinas el aumento de la tensin en el inducido hace
aumentar la velocidad de la mquina.
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Figura N8: Motor de derivacin
Fuente: Tirado, S. (2012).
Motor compuesto
En este caso el devanado de excitacin tiene una parte de l en serie con el
inducido y otra parte en paralelo. El arrollamiento en serie con el inducido est
constituido por pocas espiras de gran seccin, mientras que el otro est formado por
un gran nmero de espiras de pequea seccin. Permite obtener por tanto un motor
con las ventajas del motor serie, pero sin sus inconvenientes. Sus curvas
caractersticas sern intermedias entre las que se obtienen con excitacin serie y con
excitacin en derivacin.
Existen dos tipos de excitacin compuesta. En la llamada compuesta adicional el
sentido de la corriente que recorre los arrollamientos serie y paralelo es el mismo, por
lo que sus efectos se suman, a diferencia de la compuesta diferencial, donde el
sentido de la corriente que recorre los arrollamientos tiene sentido contrario y por lo
tanto los efectos de ambos devanados se restan.
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Figura N9: Motor compuesto
Fuente: Tirado, S. (2012).
Segn Rojas (2008), el sentido de giro de un motor de corriente continua depende
del sentido relativo de las corrientes circulantes por los devanados inductor e
inducido. La inversin del sentido de giro del motor de corriente continua se consigue
invirtiendo el sentido del campo magntico o de la corriente del inducido.
Si se permuta la polaridad en ambos bobinados, el eje del motor gira en el mismo
sentido. Los cambios de polaridad de los bobinados, tanto en el inductor como en elinducido se realizarn en la caja de bornes de la mquina, y adems el ciclo
combinado producido por el rotor produce la fuerza magneto motriz. El sentido de
giro lo podemos determinar con la regla de la mano derecha, la cual nos va a mostrar
el sentido de la fuerza. La regla de la mano derecha es de la siguiente manera: el
pulgar nos muestra hacia dnde va la corriente, el dedo ndice apunta en la direccin
en la cual se dirige el flujo del campo magntico, y el dedo medio hacia dnde va
dirigida la fuerza resultante y por lo tanto el sentido de giro.
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Motores de Corr iente Al terna (C.A.)
Segn Franco (2005), son los tipos de motores ms usados en laindustria,ya queestos equipos se alimentan con los sistemas dedistribucin de energas "normales".
En la actualidad, el motor de corriente alterna es el que ms se utiliza para la mayor
parte de las aplicaciones, debido fundamentalmente a que consiguen un buen
rendimiento, bajo mantenimiento y sencillez, en su construccin, sobre todo en los
motores asncronos.
Las partes del motor de corriente alterna se basan en el estator que es una parte fija
de una mquina rotativa, el rotor que es el componente que gira (rota) en una
mquina elctrica, generalmente montada en un eje y la carcasa que es la cobertura
del estator y la parte visible del motor, su funcin es la de proteger al bobinado y al
rotor. Tambin sirve para disipar el calor del motor, mediante ranuras que toman
temperatura mientras el motor trabaja, y la circulacin de aire (ya sea de forma
natural o por un extractor) las enfra, logrando refrigerar el motor.
Figura N10: Partes del Motor C.A.
Fuente: Espina, S. (2012).
http://www.monografias.com/trabajos16/industria-ingenieria/industria-ingenieria.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/industria-ingenieria/industria-ingenieria.shtml -
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A pesar de que hay una gran variedad de motores de c-a, solamente se discutirn
aqu cuatro tipos bsicos: el universal, el asncrono, el sncrono y el de jaula de
ardilla.
Tipos de motores de corr iente alterna
Motores un iversales
Los motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente
alterna. Tal motor, llamado universal, se utiliza en sierra elctrica, taladro, utensilios
de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere
gran velocidad con cargas dbiles o pequeas fuerzas. Estos motores para corriente
alterna y directa, incluyendo los universales se distinguen por su conmutador
devanado y las escobillas.
Los componentes de este motor son: Los campos (estator), la masa (rotor), las
escobillas (los excitadores) y las tapas (las cubiertas laterales del motor). El circuito
elctrico es muy simple, tiene solamente una va para el paso de la corriente, porque
el circuito est conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad
en vencer la inercia cuando est en reposo, o sea, tiene un par de arranque excelente,
pero tiene una dificultad, y es que no est construido para uso continuo o permanente.
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Motor Asncrono
Son aquellos motores elctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la mismafrecuencia con la que lo hace el campo magntico del estator. Cuanto mayor es el par
motor mayor es esta diferencia de frecuencias. El campo magntico giratorio, a
velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores
del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de induccin. La accin
mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor,
originan una fuerza electrodinmica sobre dichos conductores del rotor, las cuales
hacen girar el rotor del motor. La diferencia entre las velocidades del rotor y el campomagntico se denomina deslizamiento.
Motores Sncronos
Son aquellos motores elctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma
frecuencia con la que lo hace el campo magntico del estator. Cuanto mayor es el par
motor mayor es esta diferencia de frecuencias. Este motor tiene la caracterstica de
que su velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de
corriente alterna que lo alimenta. Es utilizado en aquellos casos en donde se desea
una velocidad constante.
Se utilizan para convertir potencia elctrica en potencia mecnica de rotacin. Lacaracterstica principal de este tipo de motores es que trabajan a velocidad constante
que depende solo de la frecuencia de la red y de otros aspectos constructivos de la
mquina. A diferencia de los motores asincrnicos, la puesta en marcha requiere de
maniobras especiales a no ser que se cuente con un sistema automtico de arranque.
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Motores de Jaul a de Ardil la
Un motor elctrico con un rotor de jaula de ardilla tambin se llama "motor dejaula de ardilla". En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje.
Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con
surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos
que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y
barras y la rueda de un hmster (ruedas probablemente similares existen para las
ardillas domsticas).
Servomotor
Segn Ramrez (2010), un servomotor (tambin llamado Servo) es un dispositivo
similar a unmotor de corriente continua, que tiene la capacidad de ubicarse en
cualquier posicin dentro de su rango de operacin, y mantenerse estable en dicha
posicin. Est conformado por un motor, una caja reductora y un circuito decontrol.
Los servos se utilizan frecuentemente ensistemas deradio control y enrobtica,pero
su uso no est limitado a estos. Es posible modificar un servomotor para obtener un
motor de corriente continua que, si bien ya no tiene la capacidad de control del servo,
conserva lafuerza,velocidad y baja inercia que caracteriza a estos dispositivos.
Un servo normal o Standard tiene 3kg por cm. de torque que es bastante fuertepara su tamao. Tambinpotenciaproporcional para cargas mecnicas. Un servo, por
consiguiente, no consume mucha energa. La corriente que requiere depende del
tamao del servo. Normalmente el fabricante indica cual es la corriente que consume.
Eso no significa mucho si todos los servos van a estar movindose todo el tiempo.La
http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/radio/radio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos31/robotica/robotica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos31/robotica/robotica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/radio/radio.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/control/control.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml -
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corriente depende principalmente del par, y puede exceder un amperio si el servo est
enclavado.
Tiene adems de loscircuitos de control un potencimetro conectado al eje central
del motor. Este potencimetro permite a la circuitera de control, supervisar el ngulo
actual del servo motor. Si el eje est en el ngulo correcto, entonces el motor est
apagado. Si el circuito chequea que el ngulo no es correcto, el motor volver a
ladireccin correcta, hasta llegar al ngulo que es correcto.
El eje del servo es capaz de llegar alrededor de los 180 grados. Normalmente, en
algunos llega a los 210 grados, pero vara segn el fabricante. Un servo normal se
usa para controlar unmovimiento angular de entre 0 y 180 grados. Un servo normal
no es mecnicamente capaz de retornar a su lugar, si hay un mayor peso que el
sugerido por las especificaciones del fabricante.
Figura N11: Partes de un Servomotor
Fuente: Idrovo, M. (2010).
http://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuitohttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuito -
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Los servomotores tienen 3 terminales:
Terminal positi vo.Recibe laalimentacin del motor (4 a 8 voltios).
Terminal negativo.Referenciatierra del motor (0 voltios).
Entr ada de seal .Recibe la seal de control del motor.
Loscolores del cable de cada terminal varan con cada fabricante: el cable delterminal positivo siempre es rojo; el del terminal negativo puede ser marrn o negro;
y el del terminal de entrada de seal suele ser decolorblanco, naranja o amarillo.
Engranajes
Segn Gonzlez (2011), se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo
utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una mquina.
Los engranajes estn formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se
denomina corona y el menor pin. Un engranaje sirve para transmitir movimiento
circular mediante contacto de ruedas dentadas.
Una de las aplicaciones ms importantes de los engranajes es la transmisin delmovimiento desde el eje de una fuente de energa, como puede ser un motor de
combustin interna o un motor elctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que
ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas est conectada por la
fuente de energa y es conocida como engranaje motor y la otra est conectada al eje
http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/http://www.monografias.com/trabajos11/tierreco/tierreco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/tierreco/tierreco.shtmlhttp://www.monografias.com/Salud/Nutricion/ -
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que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje
conducido. Si el sistema est compuesto de ms de un par de ruedas dentadas, se
denomina tren.
Segn Dallaporta (2009), la gran ventaja de los engranajes sobre otros mtodos de
transmisin de potencia, tales como correas, cadenas o cuerdas, es que los engranajes
pueden transmitir mayores fuerzas a altas velocidades. Adems los engranajes lo
hacen de una manera suave y sin deslizarse. Los engranajes proporcionan una forma
efectiva de transmitir movimiento y potencia que prcticamente se puede encontrar en
casi todo tipo de maquinaria.
Su rango en tamao puede variar desde pequesimos engranajes en los
mecanismos de los relojes y otros mecanismos delicados, hasta enormes ruedas
dentadas de varios metros de dimetro utilizados en algunas cajas de engranajes
industriales.
Hay solamente unos pocos tipos de engranajes bsicos, a pesar de las enormes
variaciones en tamaos y aplicaciones. Los tipos de engranajes pueden ser
convencionalmente clasificados de acuerdo a la direccin en que transmiten el
movimiento: entre ejes paralelos, perpendiculares o no perpendiculares.
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Tipos de Engranajes
Engranajes Heli coidales de ejes paralelos
Se emplea para transmitirmovimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser
considerados como compuesto por un nmero infinito de engranajes rectos de
pequeo espesor escalonado, el resultado ser que cada diente est inclinado a lo
largo de la cara como una hlice cilndrica. Los engranajes helicoidales acoplados
deben tener el mismo ngulo de la hlice, pero el uno en sentido contrario al otro (Unpin derecho engrana con una rueda izquierda y viceversa). Como resultado del
ngulo de la hlice existe un empuje axial adems de la carga, transmitindose ambas
fuerzas a los apoyos del engrane helicoidal.
Figura N12: Engranajes helicoidales de ejes paralelos
Fuente: Portugal, R. (2009).
http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml -
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Engranajes Heli coidales de ejes cruzados
Son la forma ms simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptanteniendo una accin conjugada (puede considerrseles como engranajes sinfn no
envolventes), la accin consiste primordialmente en una accin de tornillo o de cua,
resultando un alto grado de deslizamiento en los flancos del diente. El contacto en un
punto entre diente acoplado limita la capacidad de transmisin de carga para este tipo
de engranes.
Figura N13: Engranajes Helicoidales de ejes cruzados
Fuente: Motta, J. (2009).
Engranajes Heli coidales dobles
Los engranajes "espina de pescado" son una combinacin de hlice derecha e
izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes
helicoidales es una desventaja de ellos y sta se elimina por la reaccin del empuje
igual y opuesto de una rama simtrica de un engrane helicoidal doble. Un miembro
deljuego de engranes "espina de pescado" debe ser apto para absorber la carga axial
de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la disparidad
de las dos mitades del engranaje.
http://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/metodos-creativos/metodos-creativos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/metodos-creativos/metodos-creativos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtml -
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Figura N14: Engranajes Helicoidales dobles
Fuente: Diestra, H. (2009).
Mecanismo de Torn il los Sin F in
Segn Tejada (2009), los engranajes de tornillo sin-fin, son un desarrollo de un
engranaje oblicuo en el cual los dos ejes estn en ngulo recto uno con el otro. El
engranaje de dimetro pequeo, o sin-fin, tiene una o ms roscas continuas de tal
forma que es equivalente a un engranaje con pocos dientes.
Este engranaje tipo tornillo empuja la rueda, la cual es similar a un engranaje
helicoidal recto excepto por sus dientes, que estn inclinados para encajar en los
dientes del sin-fin. Los engranajes del sin-fin se pueden encontrar en muchas
aplicaciones industriales. Pueden producir grandes reducciones de velocidad, y por lo
tanto se tiene un mayor incremento en la potencia que otros engranajes simples.
Como observaremos adelante, la friccin en los engranajes sin-fin puede ser
considerable y por lo general pueden requerir lubricantes de mayor viscosidad, por
ejemplo, los usados en engranajes rectos.
http://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/visco/visco.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtml -
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Estos engranajes ofrecen serias dificultades para su lubricacin y requieren
materiales especiales para su construccin, pues con las grandes velocidades de
deslizamiento lateral entre los dientes del sin-fin y los dientes de la rueda, la pelcula
lubricante tiende a romperse. Las reas de contacto son agrandadas ligeramente, elsin-fin tiene dientes helicoidales y pueden aumentarse an ms si los dientes de la
rueda son curvados para envolver el sin-fin parcialmente, en este caso el diseo se
conoce como una garganta sencilla. Otros aumentos en reas de contacto pueden
efectuarse s l sin-fin en s mismo est garganteado, se llama entonces "Doble
garganta".
Una caracterstica de los engranajes de tornillo sin-fin es que las velocidades
relativas de los dos componentes no estn necesariamente definidas por sus
dimetros, porque la separacin del sin-fin es el factor decisivo. Otra caracterstica es
que un engranaje sin-fin de alta reduccin no puede transmitir impulso desde la rueda
mayor a la pequea (sin-fin), en algunas aplicaciones como las gras o ascensores
ofrece ventajas debido a que acta como freno en caso de que por avera la rueda
tienda a impulsar el tornillo. Sin embargo, es posible la transmisin de doble
direccin en los sin-fin es de arranque mltiple de baja relacin.
Figura N15: Tornillo sin fin
Fuente: Gonzlez, R. (2011).
http://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/materiales-construccion/materiales-construccion.shtml -
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Microcontrolador
Segn Gunther (2007), un microcontrolador (abreviado C, UC o MCU) es
un circuito integrado programable, capaz de ejecutar las rdenes grabadas en sumemoria. Est compuesto de varios bloques funcionales, los cuales cumplen una tarea
especfica. Un microcontrolador incluye en su interior las tres principales unidades
funcionales de unacomputadora:unidad central de procesamiento, memoria y
perifricos deentrada/salida.
Algunos microcontroladores pueden utilizar palabras de cuatro bits y, funcionan avelocidad de reloj con frecuencias tan bajas como 4 kHz, con un consumo de baja
potencia (mW o microvatios). Por lo general, tendr la capacidad para mantener la
funcionalidad a la espera de un evento como pulsar un botn o de otra interrupcin, el
consumo de energa durante el sueo (reloj de la CPU y los perifricos de la mayora)
puede ser slo nanovatios, lo que hace que muchos de ellos muy adecuados para
aplicaciones con batera de larga duracin.
Otros microcontroladores pueden servir para roles de rendimiento crtico, donde
sea necesario actuar ms como unprocesador digital de seal (DSP), con velocidades
de reloj y consumo de energa ms altos.
Al ser fabricados, la memoria ROM del microcontrolador no posee datos. Para que
pueda controlar algn proceso es necesario generar o crear y luego grabar en laEEPROM o equivalente del microcontrolador algn programa, el cual puede ser
escrito en lenguaje ensamblador u otro lenguaje para microcontroladores; sin
embargo, para que el programa pueda ser grabado en la memoria del
microcontrolador, debe ser codificado en sistema numrico hexadecimal que es
http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integradohttp://es.wikipedia.org/wiki/Computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_(inform%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/Perif%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Entrada/salidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesador_digital_de_se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/EEPROMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_ensambladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_hexadecimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Lenguaje_ensambladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/EEPROMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesador_digital_de_se%C3%B1alhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vatiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Entrada/salidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Perif%C3%A9ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_(inform%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Computadorahttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado -
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finalmente el sistema que hace trabajar al microcontrolador cuando ste es alimentado
con el voltaje adecuado y asociado a dispositivos analgicos y discretos para su
funcionamiento.
Figura N16: Micro
Fuente: http://www.microchip.com/ (2010).
Los microcontroladores son diseados para reducir el costo econmico y el
consumo de energa de un sistema en particular. Por eso el tamao de launidad
central de procesamiento, la cantidad de memoria y los perifricos incluidosdependern de la aplicacin.
El control de un electrodomstico sencillo como una batidora utilizar un
procesador muy pequeo (4 u 8 bits) porque sustituir a un autmata finito. En
cambio, un reproductor de msica y/o vdeo digital (MP3 oMP4) requerir de un
procesador de32 bits o de64 bits y de uno o mscdecs deseal digital (audio y/o
vdeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa
normalmente en un microcontrolador de16 bits, al igual que el sistema de control
electrnico del motor en unautomvil.
http://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_anal%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/MP3http://es.wikipedia.org/wiki/MP4http://es.wikipedia.org/wiki/32_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/64_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3dechttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Antilock_Brake_Systemhttp://es.wikipedia.org/wiki/16_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/16_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/Antilock_Brake_Systemhttp://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3dechttp://es.wikipedia.org/wiki/64_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/32_bitshttp://es.wikipedia.org/wiki/MP4http://es.wikipedia.org/wiki/MP3http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_digitalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica_anal%C3%B3gicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltaje -
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Figura N17: Esquema de un Microcontrolador
Fuente: Svendsli, J. (2003).
Segn Augarten (2012), los microcontroladores PIC son una familia de
microcontroladores tipoRISC fabricados porMicrochip Technology Inc. y derivados
del PIC1650, originalmente desarrollado por la divisin de microelectrnica de
General Instrument. El nombre actual no es unacrnimo. En realidad, el nombre
completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como Peripheral Interface
Controller (controlador de interfaz perifrico).
El PIC original se dise para ser usado con la nuevaCPU (unidad central de
procesamiento) de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, sta tena
malas prestaciones de entrada y salida,y el PIC de 8 bits se desarroll en 1975 para
mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba
micro cdigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el
trmino no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseoRISC que ejecuta
unainstruccin cada 4ciclos deloscilador.
http://es.wikipedia.org/wiki/Microcontroladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Microchip_Technology_Inc.http://es.wikipedia.org/wiki/Microelectr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Instrument&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimohttp://es.wikipedia.org/wiki/CPUhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bithttp://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_entrada/salidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microc%C3%B3digohttp://es.wikipedia.org/wiki/ROMhttp://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Instrucci%C3%B3n_(inform%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclohttp://es.wikipedia.org/wiki/Osciladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Osciladorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclohttp://es.wikipedia.org/wiki/Instrucci%C3%B3n_(inform%C3%A1tica)http://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/ROMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Microc%C3%B3digohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_entrada/salidahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bithttp://es.wikipedia.org/wiki/CPUhttp://es.wikipedia.org/wiki/Acr%C3%B3nimohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Instrument&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Microelectr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Microchip_Technology_Inc.http://es.wikipedia.org/wiki/RISChttp://es.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador -
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Sensores
Segn Horta (2008), un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudesfsicas o qumicas, llamadas variables de instrumentacin, y transformarlas en
variables elctricas. Las variables de instrumentacin pueden ser por ejemplo:
temperatura, intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento,
presin, fuerza, torsin, humedad, movimiento,pH, etc. Una magnitud elctrica
puede ser unaresistencia elctrica (como en una RTD), unacapacidad
elctrica (como en unsensor de humedad), unaTensin elctrica (como en
untermopar), unacorriente elctrica (como en unfototransistor), etc.
Un sensor se diferencia de untransductor en que el sensor est siempre en
contacto con la variable de instrumentacin con lo que puede decirse tambin que es
un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la seal
que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo
eltermmetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de
dilatarse o contraerse por la accin de la temperatura. Un sensor tambin puede
decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energa en otra.
Sensor I nfr arrojo
Segn Bateson (2011), el sensor infrarrojo es undispositivo electrnico capaz demedir laradiacin electromagnticainfrarroja de los cuerpos en sucampo de visin.
Todos los cuerposreflejan una cierta cantidad deradiacin,esta resulta invisible para
nuestrosojospero no para estos aparatos electrnicos, ya que se encuentran en el
rango del espectro justo por debajo de laluz visible.
http://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/RTDhttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_de_humedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Termoparhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fototransistorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Transductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Infrarrojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_de_visi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_de_visi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Infrarrojohttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_electr%C3%B3nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Term%C3%B3metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Transductorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fototransistorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Termoparhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_de_humedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/RTDhttp://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/PH -
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Tipos de sensores in frarrojos
Sensor i nf rar rojo de barrera
Las barreras tipo emisor-receptor estn compuestas de dos partes, un componente
que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un rea de
deteccin donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz
de luz. Debido a que el modo de operacin de esta clase de sensores se basa en la
interrupcin del haz de luz, la deteccin no se ve afectada por el color, la textura o elbrillo del objeto a detectar. Estos sensores operan de una manera precisa cuando el
emisor y el receptor se encuentran alineados. Esto se debe a que la luz emitida
siempre tiende a alejarse del centro de la trayectoria.
Sensor auto rflex
La luz infrarroja viaja en lnea recta, en el momento en que un objeto se interpone
el haz de luz rebota contra este y cambia de direccin permitiendo que la luz sea
enviada al receptor y el elemento sea censado, un objeto de color negro no es
detectado ya que este color absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios.
Sensor rflex
Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo cuerpo, el haz
de luz se establece mediante la utilizacin de un reflector catadiptrico. El objeto es
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detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el
componente receptor es interrumpido. Debido a esto, la deteccin no es afectada por
el color del mismo. La ventaja de las barreras rflex es que el cableado es en un solo
lado, a diferencia de las barreras emisor-receptor que es en ambos lados.
Figura N18: Clasificacin segn el tipo de seal emitida
Fuente: Bateson, R. (2011).
Sensor Ul trasni co
Segn Escalona (2011), los sensores de ultrasonidos son detectores de proximidad
que trabajan libres de roces mecnicos y que detectan objetos a distancias de hasta
8m. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la seal tarda en regresar. Estos
reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo convierte en seales
elctricas, las cuales son elaboradas en el aparato de valoracin.
Estos sensores trabajan solamente en el aire, y pueden detectar objetos con
diferentes formas, colores, superficies y de diferentes materiales. Los materiales
pueden ser slidos, lquidos o polvorientos, sin embargo han de ser deflectores de
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5/19/2018 Tesis Silla de Ruedas 02-12-2014 Finalizada
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sonido. Los sensores trabajan segn el tiempo de transcurso del eco, es decir, se
valora la distancia temporal entre el impulso de emisin y el impulso del eco. Este
sensor al no necesitar el contacto fsico con el objeto ofrece la posibilidad de detectar
objetos frgiles, como pintura fresca, adems detecta cualquier material,independientemente del color, al mismo alcance, sin ajuste ni factor de correccin.
Los sensores ultrasnicos tienen una funcin de aprendizaje para definir el campo
de deteccin, con un alcance mnimo y mximo de precisin de 6mm. El problema
que presentan estos dispositivos son las zonas ciegas y el problema de las falsas
alarmas. La zona ciega es la zona comprendida entre el lado sensible del detector y elalcance mnimo en el que ningn objeto puede detectarse de forma fiable.
Figura N19: Sensor ultrasnico
Fuente: Rodrguez, A. (2012).
Disposit ivos de mando, regulacin y Control
Segn Angulo (2012), los dispositivos de mando y pilotos son equipos muyimportantes como interfaz humano-mquina en aplicaciones industriales. Por ejemplo
se utiliza en cuadros de control, en pane