Concepto de solución 

Modulo electrónico: Funcionamiento electrónico

Modulo neumático: Musculos artificiales McKibben

El diseño de los músculos McKibben implementados en el prototipo se basan en el modelo propuesto por Harvard Biodesign Lab [1 ]. Se fabricaron dos actuadores McKibben de 20 cm de longitud efectiva utilizando globos pencil, malla trenzada organizadora de cables de 6.4 mm y mangueras neumáticas de 4 mm de diámetro. Además, se agregó un grillete plástico a un extremo como punto de fijación al módulo textil del pie.

Para determinar la presión necesaria para efectuar los movimientos del tobillo, se consideró el modelo matemático estático propuesto por Chou y Hannaford [2], el cual relaciona la fuerza que ejerce el actuador con la presión aplicada P y el ángulo θ entre el eje longitudinal de la malla trenzada y las fibras trenzadas transversales. 

de evitar posibles complicaciones al forzar una posición angular, se diseñó un mecanismo que permita determinar los ángulos máximos y mínimos de dorsiflexión y plantarflexión. Para ello, se utilizó un módulo GY-521 MPU6050, cuyos ejes X, Y y Z se establecieron en 0º en la posición en la que el módulo estuvo por 3 segundos. El método para determinar los ángulos máximos y mínimos se basa en tomar el dato inicial de posición e ir realizando diferencias del nuevo ángulo medida y el anterior, hasta que dicha diferencia sea <0.001º. 

Modulo sistemático: Sistema de válvulas

El sistema de control neumático comprende una bomba de aire Parker E165-11-09 y una electroválvula Festo MHE2, conectados a un Arduino UNO. Cabe resaltar que el prototipo propuesto consta de dos sistemas de control, una para cada actuador McKibben, conectados al mismo microprocesador.

Modulo de calibración : Sistema de calibración

Considerando como posición neutral (relajo) del pie como 115º, se asume que el ángulo máximo de dorsiflexión y plantarflexión es 95º y 165º, respectivamente [3]. Sin embargo, al tomar en cuenta la heterogeneidad de dichos valores angulares con respecto al sexo, la raza y el tiempo postrado del paciente en cuestión [4], y con el fin de evitar posibles complicaciones al forzar una posición angular, se diseñó un mecanismo que permita determinar los ángulos máximos y mínimos de dorsiflexión y plantarflexión. Para ello, se utilizó un módulo GY-521 MPU6050, cuyos ejes X, Y y Z se establecieron en 0º en la posición en la que el módulo estuvo por 3 segundos. El método para determinar los ángulos máximos y mínimos se basa en tomar el dato inicial de posición e ir realizando diferencias del nuevo ángulo medida y el anterior, hasta que dicha diferencia sea <0.001º.

Modulo textil: diseño

El material del textil utilizado para ajustar los módulos principales según las medidas antropométricas de cada paciente es poliuretano debido a su bajo costo y sus propiedades elásticas. Además, se utilizaron velcros para asegurar los componentes electrónicos y neumáticos a la pierna del paciente 

El textil utilizado se subdivide en 3 partes: 
- Zona del pie: Se encuentra unida a un grillete plástico (conexión con actuadores McKibben. En esta zona se encuentra el sensor GY-521 MPU6050 
- Zona del talón: Soporte principal del pie, unido a 2 grilletes plástico (conexión con actuadores McKibben) 
- Zona de soporte: Evita la dislocación de las bombas de aire por su propia vibración 
- Zona electrónica: Ubicada alrededor de toda la superficie de la tibia 

Modulo energético: Sistema de alimentación portatil

Se utilizó una batería de polímero de litio recargable de 11.1V para implementar el circuito detallado en la. Para controlar el encendido y apagado del circuito, se utilizó un switch KDC3. Por una rama, se disminuyó la tensión a 7.5V mediante un step down LM2596 para alimentar el Arduino UNO. Asimismo, por la otra rama, se aumentó la tensión a 24V con un step up CN6009 dirigido al driver L298N, desde el cual se generan las siguientes ramas: una electroválvula conectada en serie a una bomba de aire, intermediada por un LM2596 y otra electroválvula conectada en serie a dos bombas de aire , intermediada por un LM2596.