Diseño y Desarrollo Preliminar de un Exoesqueleto Biomecánico para Rehabilitación del Brazo y la Mano

Resumen

El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un exoesqueleto biomecánico de bajo costo orientado a la rehabilitación del brazo y la mano humana. La propuesta surge ante la necesidad de ofrecer soluciones tecnológicas accesibles que apoyen la recuperación motriz de personas con discapacidad parcial o total en las extremidades superiores. El dispositivo busca optimizar la eficiencia y precisión de los movimientos durante las terapias de rehabilitación mediante un sistema electromecánico controlado por una plataforma ESP32, con componentes impresos en 3D y una estructura adaptable a la morfología del usuario. El diseño integra principios de biomecánica, ergonomía y control mecatrónico, orientados a reproducir con fidelidad los movimientos naturales del brazo y la mano. Se plantea una arquitectura modular y ligera, compuesta por tres secciones: brazo, antebrazo y mano, conectadas mediante uniones articuladas que permiten un rango funcional de flexión y extensión. El sistema de control regula velocidad, fuerza y ángulo de movimiento mediante un microcontrolador programable con sensores de posición y retroalimentación. La metodología comprende desde la fase conceptual hasta la validación funcional, incluyendo cálculos de torque, selección de materiales, modelado CAD y pruebas experimentales. Los resultados confirman la viabilidad del sistema, con una precisión promedio de ±3° en los movimientos, tiempo de respuesta de 0.4 segundos y consumo energético eficiente. El costo de manufactura fue 40 % menor que el de dispositivos comerciales similares, sin comprometer su funcionalidad para terapias de baja y media complejidad. En conclusión, el exoesqueleto desarrollado representa una alternativa viable y económica para centros de rehabilitación y entornos educativos, promoviendo la innovación tecnológica en ingeniería biomédica y sentando las bases para futuras investigaciones orientadas al control adaptativo y la integración de sensores fisiológicos.