Andadera Motorizada para Crianças com Deficiência

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SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA DE HIDALGO 
 
 
 SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Y SUPERIOR 
 
UNIVERSIDAD TECNOLÒGICA DE TULANCINGO 
 
Nombre del Proyecto 
Andadera motorizada para asistencia motriz a niños con 
discapacidad 
Categoría: Innovación 
 
Integrantes 
M. en C. Juan Carlos González Islas 
Ing. Adrián Escobar Olivares 
TSU. Victor Hugo Vera Díaz 
Puerc. Abril Varela Sánchez 
M. en C. Gildardo Godínez Garrido 
M. en C. Angelina González Rosas 
M. en C. Juan Marcelo Miranda Gómez 
Dr. Luis García Lechuga 
 
Institución 
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE TULANCINGO 
 
 
 
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Contenido 
Antecedentes ............................................................................................................................. 1 
Estado de la Técnica ........................................................................................................... 3 
Motivación .............................................................................................................................. 4 
Descripción ................................................................................................................................ 4 
Planteamiento del problema.............................................................................................. 4 
Descripción del sistema ..................................................................................................... 6 
Objetivos..................................................................................................................................... 9 
Objetivo General: ................................................................................................................. 9 
Hallazgos .................................................................................................................................. 10 
Metodología ............................................................................................................................. 12 
Etapas ........................................................................................................................................ 16 
Alineación con el Plan Estatal de Desarrollo .................................................................. 17 
Plan de Desarrollo Estatal................................................................................................ 17 
Plan nacional de desarrollo 2013-2018 ......................................................................... 20 
Impacto ..................................................................................................................................... 21 
Resultados ............................................................................................................................... 22 
Inversión ................................................................................................................................... 29 
Glosario..................................................................................................................................... 30 
Bibliografía ............................................................................................................................... 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Antecedentes 
En México, de acuerdo al INEGI, para 2010 había más de 5.7 millones de personas 
con alguna discapacidad. Una de las metas principales en los órganos de gobierno 
nacional y estatal, es el propiciar las condiciones para que se atiendan las 
necesidades de las personas con discapacidad para poder aumentar su calidad de 
vida y lograr en el sentido amplio una sociedad incluyente. 
En México la especialidad de medicina física y rehabilitación tuvo sus inicios en 1905 
en el Hospital General de México en el departamento de radiología, el cual incluía los 
servicios de hidroterapia, mecanoterapia y electroterapia. En 1943, desde que se 
fundó el Hospital Infantil de México, se ofrecieron servicios de medicina física y 
rehabilitación, principalmente para atender las secuelas de la poliomielitis en los niños. 
En 1957 se construyó una unidad de fisiatría en el Hospital Colonia. En septiembre de 
1973 se creó el Consejo Mexicano de Medicina de Rehabilitación, cuyo objetivo fue la 
certificación de la calidad científica de especialistas en medicina de rehabilitación. En 
1986 la Organización Mundial de la Salud (OMS) definió la medicina física y de 
rehabilitación como el conjunto de medidas sociales, educativas y profesionales 
destinadas a restituir al paciente minusválido la mayor capacidad e independencia 
posibles (Hospital General, 2010). 
En el año 2000 después de que la OMS introdujera la Clasificación Internacional del 
Funcionamiento, de la Discapacidad (CIF-2000) y la Salud, se ha concebido el 
funcionamiento y la discapacidad de una persona como una interacción dinámica entre 
los estados de salud y los factores contextuales, tanto personales como de su entorno. 
Lo anterior implica que la persona participe de manera activa en su propia 
rehabilitación y el deber pleno de la sociedad con las personas minusválidas, para 
coadyuvar a prevenir y a reducir las consecuencias funcionales, físicas, económicas, 
psíquicas y sociales de las enfermedades relacionadas a la minusvalía transitoria o 
indefinida (Hospital General, 2010) 
En las últimas décadas, la medicina de rehabilitación ha tenido un desarrollo 
exponencial, siendo objeto ésta de gran interés en la comunidad médica, científica y 
tecnológica. Esto se debe al aumento de personas con discapacidad, al crecimiento de 
la población de personas de la tercera edad y del incremento de las enfermedades 
crónico degenerativas. El desarrollo científico y tecnológico ha sido el mecanismo que 
ha permitido mejorar de manera significativa los tratamientos de discapacidad y 
rehabilitación, sobre todo en los recién nacidos, prematuros y niños, población en la 
cual es importante vigilar permanentemente el crecimiento y desarrollo del infante. 
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Se ha demostrado en diversas investigaciones, que la atención temprana a las 
discapacidades del ser humano, permite coadyuvar a la mejora de su calidad de vida y 
rehabilitación desde sus primeros años de vida (Secretaria de Salud, 2002). Es 
importante mencionar que el bienestar de la niñez en nuestro país está supeditado de 
sobremanera a lo que la sociedad y sus padres hagan por ellos. De ahí la gran 
importancia de la participación de la comunidad científica y tecnológica para lograr 
cambios permanentes y positivos en la calidad de vida y desarrollo de nuestra niñez. 
Uno de los mecanismos que permitirá a nuestro estado tener una sociedad prospera e 
incluyente, es hacer del desarrollo científico, tecnológico y la innovación pilares para el 
progreso económico y social, articulando los esfuerzos que se realizan en el sector 
público, privado y social, para promover la Ciencia y Tecnología como el motor 
impulsor para la resolución de problemáticas reales en el sector productivo y social, tal 
y como se lo han planteado el gobierno federal y estatal. 
En el 2012, el gobierno del Estado de Hidalgo, basado en la política social promovida 
e instrumentada por el gobernador el Lic. Francisco Olvera Ruiz, la cual esencialmente 
plantea promover a la educación, el conocimiento y la innovación como los elementos 
esenciales para impulsar la competitividad sustentable que garantice el crecimiento y 
desarrollo económico, social y humano de Hidalgo y del País, ha tenido a bien instalar 
la “Academia Estatal de Robótica” (Punto a punto, 2012). Dicha academia ha 
propiciado plenamente la generación y trasferencia de conocimientos desde las 
instituciones de Educación hacia lo sociedad, tal es el caso de la Universidad 
Tecnológica de Tulancingo, en donde hemos desarrollado este proyecto, el cual 
coadyuva a la resolución de una problemática presente en la comunidad de niñoscon 
discapacidad, empleando los conocimientos e infraestructura provista en gran parte 
por el seno de la academia de robótica. 
Hoy en día, ya rinden frutos los esfuerzos para impulsar a nuestro estado para estar a 
la altura de las sociedades más desarrolladas; se han asumido los desafíos de 
innovación y los adelantos tecnológicos, para el beneficio de nuestra niñez y desarrollo 
para Hidalgo. 
En la Universidad Tecnológica de Tulancingo, con base en nuestra misión y visión, así 
como la de los gobiernos federal y estatal nos hemos centrado en atender las 
problemáticas del sector industrial y de la sociedad. Una de las áreas de interés en 
nuestra institución es la rehabilitación médica, mediante la sinergia interdisciplinaria de 
las carreras de terapia física, enfermería y mecatrónica. En lo particular, se plantea 
participar activamente con la atención de necesidades de la niñez hidalguense con 
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discapacidad. Es por ello que la presente invención se refiere a una andadera 
motorizada para asistencia motriz a niños con discapacidad, la cual pertenece al 
campo técnico de la mecanoterapia. Es importante mencionar que este proyecto se 
encuentra en la segunda etapa del proceso de patente, sometido el año pasado ante 
el Instituto de la Propiedad Industrial (IMPI). Además de que los estudios de 
pertinencia, factibilidad y funcionamiento realizados durante la realización de este 
proyecto fueron realizados en colaboración conjunta con el Centro de Rehabilitación 
Integral de Hidalgo (CRIH). 
En este documento se describen los antecedentes de la medicina física y 
rehabilitación en México, se trata la problemática que resuelve este proyecto en el 
ámbito de la rehabilitación física para niños con discapacidad. También se menciona el 
estado de la técnica, los objetivos, la metodología y las etapas del proyecto. De 
manera importante se integran los resultados y hallazgos más significativos del 
proyecto. Por otra parte también se detalla la inversión hecha para el desarrollo de la 
andadera y la estrecha vinculación del proyecto con lo que se ha propuesto en el Plan 
de Desarrollo estatal 2011- 2016 y con el Plan Nacional de Desarrollo 2012-2018. Se 
integran documentos anexos que se relacionan al formato de solicitud de patente, al 
documento descriptivo y las imágenes del documento de solicitud de patente. 
Estado de la Técnica 
 
En el mercado existen varios tipos de andaderas, las cuales ayudan a moverse a las 
personas con problemas en las extremidades inferiores, como lo son los adultos 
mayores, personas en rehabilitación por accidente o enfermedad. Recientemente, este 
tipo de andaderas se han reducido de tamaño para adaptarse y soportar a niños con 
problemas de dificultad motriz en la marcha inicial y con discapacidad. 
Por ejemplo, en el documento de solicitud de patente “Walker” (US20140109943 A1) 
de los Estados Unidos de América, se describe una Andadera plegable la cual tiene 
una longitud de plegado reducida para su traslado y almacenamiento, pero en 
términos de funcionamiento presenta problemas para que el usuario pueda trasladarla 
durante la marcha, ya que, es necesario que la cargue para poderla mover y avanzar. 
En el documento de patente “Walker for ascending and descending ramps and 
staircases” (US3455313A) se presenta una Andadera para ascenso y descenso de 
rampas y escaleras. La cual incorpora un bastidor para dar soporte y equilibrio al 
ocupante, las patas de la andadera son ajustables en longitud lo que permite mantener 
en equilibrio al usuario mientras sube o baja escaleras o rampa. Dicha andadera 
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presenta los mismos problemas que la andadera anterior. Además requiere asistencia 
para poder modificar la longitud de las patas en caso de que el usuario no lo pueda 
hacer, que es la mayoría de casos. En los documentos de patente “Walking aid device” 
(US 3176700ª), “Paraplegic aid” (US 3421529 A), “Articulated stair walker” (US 
5740825 A), se presentan andaderas para subir y bajar escaleras y rampas, las cuales 
difieren en las dimensiones y forma, pero presentan las mismas limitaciones de las 
andaderas sin ruedas. 
Por otra parte el documento “Walkers” (US 5603517 A) se describe una andadera 
enrollable, la cual está diseñada para subir y bajar escaleras y que además tiene 
ruedas en las patas y un freno manual para controlar el movimiento de dichas ruedas, 
lo que mitiga el problema de cargar la andadera durante la marcha para su traslado. 
Sin embargo, presenta un problema muy fuerte con relación al equilibrio del usuario, 
ya que éste puede caer si no se controla eficientemente el giro de las ruedas. 
Motivación 
 
Es importante mencionar, que uno de los motivos importantes para impulsar el 
desarrollo de este proyecto de aplicación la resolución de un problema de niños con 
discapcaidad desde el ámbito académico, científico, tecnológico y de innovación, es el 
hecho que uno de los integrantes del equipo tiene un permanente contacto con 
situaciones de discapacidad y necesidad de rehabilitación con integrantes de su 
familia, quienes han tenido oportunidad de rehabilitarse en el CRIH, por lo que, a 
motivado al equipo de trabajo en contribuir en este contexto, con el bienestar de la 
sociedad hidalguense en principio. 
Descripción 
 
Planteamiento del problema 
 
Todas las andaderas comerciales mencionadas en el estado de la técnica y las que se 
usan normalmente en los centros de rehabilitación para la asistencia motriz en la 
marcha para niños con discapacidad, están diseñadas para usuarios que tienen la 
capacidad y fortaleza de apoyarse sobre la andadera y avanzar, y que además pueden 
cargarla por ellos mismos o un asistente para desplazarla. Pero en el caso de usuarios 
con nula capacidad para soportarse en sus extremidades superiores, como lo un niño 
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en marcha inicial o con discapacidad, todas estas propuestas tienden a no ser 
funcionales para el objetivo que fueron adaptadas. 
En la mayoría de las andaderas los arcos estructurales no proveen la estabilidad 
requerida por la andadera, ya que no cuentan con un ángulo de inclinación en las 
patas ni un sistema estructural compensatorio del punto de equilibrio, lo que hace que 
la andadera pierda estabilidad debido a la mala ubicación del centro de masa del 
sistema usuario - andadera. 
Para aplicaciones en rehabilitación para asistencia motriz en niños con discapacidad, 
lo que se ha hecho es reducir las dimensiones físicas de las andaderas para adultos. 
Aunque dichas andaderas se encuentran disponibles en los hospitales de 
rehabilitación, en la práctica no son utilizadas debido a los grandes problemas técnicos 
de funcionalidad que presentan y a los problemas inherentes de las características 
físicas de la andadera como lo son peso y ergonomía. Además por su apariencia las 
andaderas empleadas no son atractivas para los niños, algo que es de suma 
importancia para que el niño colabore en su rehabilitación, ya que si no le es atractivo 
para él se vuelve una terapia tediosa, fastidiosa y hostil. En la figura 1 se pueden 
observar dos tipos de las andaderas comerciales utilizadas para el propósito en 
contexto, 
 
Figura 1. Andaderas comerciales utilizadas para asistencia motriz de niños con 
discapacidad durante la marcha. 
Otro problema funcional de este tipo de andaderas es que el niño no se apoya en la 
parte lateral de la andadera, lo hace adelante, lo cual implica que si el niño no tiene la 
fortaleza para sostenerse muy a menudo se podría golpear la cara, debido a la 
inestabilidad y a la falta de un soporte corporal (arnés) del sistema, a menudo el niño 
tienda a soltarse de la andadera y caer hacia atrás golpeándose la cabeza si no 
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cuenta con la asistencia de otra persona. Lo que causa secuelas físicas y emocionales 
de grandes proporciones. 
Para evitar los problemas anteriores, en la práctica se requiere la asistencia de un 
adulto,que haga las funciones de carga y traslado de la andadera, así como el 
cuidado y guiado del niño para completar una trayectoria durante la terapia, lo cual 
también resulta en un problema grave para el asistente del niño, ya que debido a las 
condiciones de operación no ergonómicas y al tiempo de apoyo se suelen causar 
graves daños en la columna. Para atender estas observaciones, en este proyecto se 
ha realizado una andadera motorizada para asistencia motriz a niños con discapacidad 
que resuelve eficientemente los problemas planteados. 
Descripción del sistema 
 
La andadera motorizada propuesta en este proyecto la cual se traslada de manera 
autónoma al incorporar motores en sus ruedas delanteras, permite controlar la 
velocidad y dirección del sistema desde un mando inalámbrico manipulado por el 
asistente. Esta configuración permite que la andadera sea empleada por usuarios 
imposibilitados para trasladar y manipular la andadera como lo son los niños con 
discapacidad, además de evitar los problemas ocasionados al asistente, provocados 
por los sistemas tradicionales Aunado al robusto diseño estructural, al sistema se le 
incorporan un soporte corporal flexible (arnés) y soportes frontales de sujeción para 
proveer estabilidad, confiablidad y garantía de la seguridad del usuario. El diseño 
estructural hace atractiva la andadera para el niño, lo que lo motiva enormemente a 
cumplir con mucho deseo y animo su terapia. Una vista en perspectiva de la andadera 
se puede ver en la figura 2. 
 
Figura 2. Vista en perspectiva de la andadera motorizada para asistencia motriz a 
niños con discapacidad. 
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El sistema está compuesto por una estructura física, la cual se compone por un tubular 
cuadrado y un tubular redondo diseñada y ensamblada para cumplir con los 
requerimientos de estabilidad. En la figura 3 se ilustra en software de diseño asistido 
por computadora el modelo 3D de la estructura física de la andadera. 
 
 
Figura 3. Modelo 3D de las partes de la estructura (Andadera). 
 
La base inferior tienen una forma de “U” con ángulos de 90° con radios de “5 mm”, el 
cálculo de los radios están basados para la óptima disipación de la fuerza acorde a la 
longitud del tubular 510 mm en laterales y frontal de 42.5 mm, estas medidas sin 
proporcionales a la fuerza aplicada por el usuario esta base se encuentra realizada 
con tubular cuadrado (PTR GDO A36 DE 1¨X1¨ CAL.14. Norma SAE, AISI), la medida 
del tubular y sus propiedades mecánicas son necesarias para el buen acople con el 
usuario. 
La base inferior se une con la base superior, por medio al menos dos postes 
realizados con tubular redondo (REDONDO ASTM A-36 DE 1¨, Norma SAE, AISI) 
ubicados en puntos estratégicos de los dos extremos de la base inferior y de la base 
superior. Estos postes tienen una longitud de 45 mm y cuentan con unos dobles de 90 
° con un radio de 5 mm. 
La base superior al igual que la base inferior cuenta con una forma de “U”, cuenta con 
dos dobleces de 90° con radios de 2.5 mm con longitud de los laterales y frontal de 30 
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mm esta base se encuentra realizada con tubular (REDONDO ASTM A-36 DE 1¨, 
Norma SAE, AISI), las medidas de los ángulos deben ser proporcionales a la base 
inferior. 
En la estructura de la andadera se ensambla el subsistema motriz, uno de los 
elementos innovadores más importantes de la propuesta, está compuesto por el 
mecanismo de transmisión de movimiento integrado por 2 ruedas de plástico en la 
parte inferior frontal, 6 engranes para el torque requerido para apoyar al usuario en el 
traslado, dos servomotores de 9VDC que se mueven acoplados a las ruedas 
delanteras y en la parte trasera se agregan dos ruedas locas para que la andadera 
pueda girar 360° sin resistencia. La andadera se caracteriza esencialmente a 
diferencia de otros sistemas comerciales por la incorporación de un mecanismo de 
transmisión de movimiento con la capacidad de soportar y trasladar en la práctica un 
peso máximo de 14 kg. En este caso no se requiere una andadera con alta velocidad, 
sino una andadera con el suficiente torque para soportar y empujar al usuario. 
Para garantizar la estabilidad y seguridad del usuario se tiene un sistema de apoyo 
para las manos, el cual se ubica en la parte frontal de la andadera y se ajusta a la 
altura requerida. Es importante mencionar que dicho soporte puede acomodarse en 
distintas configuraciones de tal manera que eleva mucho el grado de confiabilidad y de 
atracción en el niño. Además, para aportar a la seguridad y estabilidad de la andadera 
y del niño, se integra un soporte corporal flexible (arnés) para el torso, cuya finalidad 
es apoyar al niño y mantenerlo sujeto a la estructura física. Esta soporte al estar sujeto 
a la estructura impulsa (anima) de una manera cortes al usuario para continuar la 
marcha cuando la andadera se mueve de manera autónoma. 
Una de las partes esenciales de la andadera es el sistema motorizado que se ha 
incorporado para mover la andadera. Por lo cual el sistema de control es muy 
importante. Dicho sistema se compone de una tarjeta de adquisición de datos de 
entradas/ salidas digitales y analógicas cortex vex®, un módulo bluetooth de 
transmisión de datos vexnet así como también el soporte que va fijo a la estructura de 
la andadera y un control remoto para el mando inalámbrico del usuario. Los motores 
son alimentados por una batería recargable de 9VDC, cuyo tiempo de funcionamiento 
oscila entre 10 y 15 minutos con la máxima carga y tarda una hora en cargarse 
completamente.El modo de control empleado es on-off, en donde las señales de 
activación de los motores están dadas por los pulsadores del mando inalámbrico, el 
sistema se mueve con base en la lógica mostrada en la siguiente tabla. 
 
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Tabla 1. Configuración de movimiento del mando inalámbrico 
Entradas Movimiento 
A B C D 
1 0 1 0 Adelante 
0 1 0 1 Atrás 
1 0 0 0 Giro adelante-derecha 
0 0 1 0 Giro adelante-izquierda 
0 1 0 0 Giro atrás –derecha 
0 0 0 1 Giro atrás-izquierda 
 
El control de velocidad se realiza con la configuración desde la programación de las 
salidas pwm (Pulse Wide Modulation) del cortex®, las cuales se configuran 
directamente en la programación del microcontrolador. 
Para observar con mayor detalle todos los subsistemas de la andadera, se sugiere ver 
los documentos anexos de imágenes, para la solicitud de patente. 
Objetivos 
Objetivo General: 
 
Desarrollar un sistema de asistencia motriz para niños con discapacidad, a través de la 
articulación de la tecnología e innovación de las instituciones de ducacipon superior 
para colaborar en la resolución de problemáticas de salud como es la niñez 
hidalguense con algún tipo de discapacidad que les permita mejorar significativamente 
su calidad de vida e inclusión a la sociedad. 
Objetivos Específicos: 
 
 Determinar las necesidades primarias de los niños con discapacidad de algún 
tipo, en edad temprana. 
 Articular los conocimientos, desarrollo tecnológico e innovación para la 
realización de un sistema de apoyo motriz para la rehabilitación de niños con 
discapacidad. 
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 Proveer un sistema de asistencia motriz para niños con discapacidad en edad 
temprana para mejorar significativamente el proceso de rehabilitación 
 Determinar si la andadera motorizada es funcional para los propósitos 
específicos de rehabilitación en la marcha de niños con discapacidad. 
 Validar el grado de innovación de la andadera motorizada a través de su 
sometimiento ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Intelectual (IMPI). 
 
Hallazgos 
En este proyecto innovador del desarrollo de una andadera motorizada para la 
asistencia motriz a niños con discapacidad, se han presentado los antecedentes, 
descripción, objetivos, alineación con los planes de desarrollo estatal y nacional, así 
como los resultados más relevantes. 
La primera parte del desarrollodel proyecto consistió en un estudio cualitativo in-situ 
en el CRIH, para determinar las necesidades primordiales de niños con discapacidad 
en edad temprana, de lo que se pudo determinar que un problema importante es la 
dificultad en la marcha. De lo cual se derivó esencialmente la justificación del 
desarrollo de este proyecto. Aunque se usan sistemas comerciales para dicho 
propósito, el estudio permitió determinar que las andaderas comerciales empleadas, 
debido a sus diseño y estructura son peligrosas y disfuncionales para el propósito que 
son empleadas, ya que no garantizan la seguridad del usuario, por no tener un buen 
punto de equilibrio y por falta de soportes para apoyo de manos y torso del niño. 
Además, dichos sistemas propician en el asistente problemas en la columna debido a 
la posición de apoyo durante la terapia, debido a la falta de ergonomía de todo el 
sistema. 
De acuerdo a los estudios realizados, se determinó la viabilidad y factibilidad, 
tecnológica y de innovación para proponer una solución a los problemas encontrados 
en los sistemas comerciales empleados, mediante el desarrollo de una andadera 
motorizada con control inalámbrico y con soportes para manos y torso del niño, 
esencialmente. Lo anterior fue posible gracias a la articulación del conocimiento, 
innovación y tecnología emergidos en el seno de la Universidad Tecnológica de 
Tulancingo hacia la resolución de un problema social real como lo es coadyuvar a 
tener una mejor calidad de vida e inclusión a la sociedad de los niños hidalguenses 
con discapacidad. . 
La primera etapa del desarrollo de la andadera consistió en realizar la simulación del 
sistema, inicialmente se generó el modelo en 3D de la andadera en software de 
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Diseño Asistido por Computadora. Posteriormente se realizó una animación para 
visualizar el sistema con el modelo del niño integrado, es importante mencionar que en 
esta sección se muestra una fase previa del diseño de la andadera, la cual no incluye 
las ruedas locas y tampoco el movimiento del niño. Sin embargo es importante 
mencionar que dichas cuestiones son parte del trabajo en curso. 
Para determinar la resistencia y rigidez del sistema mediante el registro de tensiones y 
deformaciones de los componentes, se realizó una análisis de la estructura de la 
andadera, del cual se determinó que el diseño de la andadera está calculado para 
40kgF en un arrastre lineal, la fuerza ejercida evidentemente depende de las 
características del usuario, así como de la calibración de los motores. Para el uso que 
ha sido diseñada esta estructura, no tiene puntos de ruptura, debido a que la fuerza 
aplicada es menor a la de la resistencia del material, tal y como se requiere; y el 
módulo de elasticidad con respecto a la fuerza sobre el material está dentro del rango 
también establecido por las necesidades. 
Después de realizar la simulación de la andadera y determinar la factibilidad y 
viabilidad social, científica, tecnológica y de innovación, se procedió a integrar el 
sistema. El maquinado, doblado y soldado de la estructura y los soportes se realizaron 
dentro de las instalaciones de la Universidad Tecnológica de Tulancingo por 
profesores y alumnos de la institución. Después de tener la estructura completa, se 
ensamblaron los módulos de soporte para manos y torso del usuario, así como los 
mecanismos de transmisión de movimiento y los sistemas de control y comunicación. 
Lo anterior permite determinar que la articulación entre las instituciones educativas 
atravesó del conocimiento y la Ciencia, Tecnología e Innovación (CTI) para la solución 
de problemas reales de la sociedad como lo es la discapacidad en los niños es 
posible. 
Una vez integrado el sistema, se realizaron pruebas de funcionamiento, la primera de 
estas fue solo con la andadera, es decir, sin algún usuario, las pruebas consistieron en 
translación, rotación y control del dispositivo, sin manifestar algún problema técnico. La 
segunda prueba consistió en asistir en la marcha a través de la andadera un niño de 
10 meses de edad, con un peso de 8kgs, sin ningún tipo de discapacidad y la 
andadera no presentó algún problema en el traslado, rotación y soporte del niño, 
durante un circuito de un perímetro circular de 5 metros. Debido a que el niño no tenía 
discapacidad no representan datos concluyentes, aunque también la andadera 
propuesta permite determinar que la andadera puede asistir a niños sin discapacidad 
en la etapa de marcha inicial. 
Finalmente, el sistema fue probado en el CRIH con un niño de 2 años con 8 Kgs de 
peso, quien presenta problemas de discapacidad motriz, debido a su nacimiento 
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prematuro. Se hizo un recorrido lineal de 2 metros aproximadamente. La andadera lo 
soporto y apoyo durante el recorrido, los soportes de manos y torso funcionaron de 
manera óptima y el diseño de la andadera resulto muy atractiva para el niño, lo que lo 
motivo enormemente para realizar de manera alegre su parte de terapia. Aunque para 
manifestar esto como resultados concluyentes, hace falta realizar pruebas con niños 
con otras características. Sin embargo, este caso que es un escenario límite por el 
peso y la edad del niño sirve para determinar de manera preliminar que la andadera 
cumple eficientemente para el propósito que fue desarrollada. Por testimonio de la 
madre del menor el sistema puede ayudar mucho a la rehabilitación de menores con 
discapacidad, ha sido un proyecto muy atinado. 
Como parte del proceso de desarrollo de la andadera, se ha sometido ante el IMPI la 
solicitud de patente para el sistema y actualmente se encuentra en la segunda etapa, 
lo anterior permitirá validad el grado de innovación del sistema propuesto. 
 
 
El trabajo a futuro de la propuesta que está relacionado directamente con la tercera 
etapa, es promover el producto a nivel gubernamental y con la iniciativa privada para 
su inclusión en la sociedad y coadyuvar con el bienestar de la niñez con discapacidad. 
Es importante mencionar que en esta parte se incluye realizar un diseño e integración 
del sistema de transmisión de movimiento y de las etapas de control y comunicación 
con un diseño propio. 
 
Metodología 
En esta sección se menciona de manera detallada, los métodos empleados para la 
realización de este proyecto y se divide en varios apartados, los cuales se mencionan 
a continuación. 
Realización de un estudio cualitativo para la determinación de necesidades 
primarias de niños en edad temprana con alguna discapacidad. 
Para determinar una de las problemáticas principales que presentan los niños con 
alguna discapacidad durante el proceso de marcha, fue necesario realizar un estudio 
cualitativo basado en la observación del proceso de marcha para niños con 
discapacidad en el área de estimulación temprana del CRIH. Derivado de dicho 
análisis visual y en colaboración con la experta encargada del área, el estudio se 
centró en lo particular en la etapa de marcha inicial. Se observó y analizo en 
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funcionamiento las andaderas tradicionales que son usadas para asistir al menor para 
esta terapia y se detectaron todos los problemas mencionados en el planteamiento del 
problema. 
El estudio se realizó durante 4 sesiones de 2 horas cada uno y además se tomó muy 
en cuenta el testimonio de los padres de los niños, quienes en la mayoría de los casos 
fueron y son los que asisten al menor durante la terapia. 
En esta sección también se realizó una búsqueda exhaustiva del estado de la técnica, 
es decir se buscaron y analizaron los sistemas comerciales disponibles para este 
propósito, encontrando algunos con muchas similitudes, pero por lo general el costo es 
muy elevado lo que complica que una familia de bajos recursos pueda accederá ellas. 
También como no se tienen disponibles en el país, es posible realizar un análisis 
práctico sobre el sistema real de sus ventajas y desventajas parael propósito que 
fueron diseñadas. 
Integración de los conocimientos, habilidades, tecnología e innovación del 
equipo de trabajo para proponer una solución a la problemática planteada en la 
marcha 
En esta parte del proyecto, fue necesario reunir a un equipo de trabajo, integrado por 
alumnos y profesores con formación y desempeño en las áreas de electrónica, 
computación y mecánica del Área de Electromecánica Industrial de la Universidad 
Tecnológica de Tulancingo; Además de una especialista en el área de estimulación 
temprana del CRIH. En donde el objetivo principal de esta tarea fue determinar la 
pertinencia y factibilidad de proponer una solución basada en la integración de los 
conocimientos, habilidades, tecnología e innovación del grupo para el problema de la 
marcha en niños con alguna discapacidad en la etapa temprana. De lo que se 
concluyó que el proyecto era realizable con buenas expectativas. 
Diseño de la andadera motorizada para asistencia motriz a niños con 
discapacidad 
Uno de los elementos clave en esta esta sección de la metodología fue la concepción 
del diseño de la andadera como el esquema completo del proceso de fabricación, ciclo 
de vida del producto, materiales, determinación de necesidades y soluciones, así 
como la interrelación de todos los elementos, como resultado importante del 
conocimiento generado por uno de los integrantes del equipo de trabajo mediante el 
diplomado “Diseño Avanzado de Herramientas PLM (Product LifeCycle 
Managment”. 
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Derivado de la asignación de tareas, el equipo de trabajo se encargó de diferentes 
secciones del proyecto. El diseño virtual y los planos de la andadera se realizaron en 
Autodesk Inventor, ya que este es software de propósito especifico, el cual fue provisto 
a la institución con su respectivo licenciamiento mediante el proyecto de la academia 
estatal de robótica. En este sentido el diseño se basó en los estándares disponibles 
para este propósito. El análisis estructural realizado abarca una amplia gama de 
problemas de FEA (FINITE ELEMENT ANALYSIS) que van desde el rendimiento de 
una pieza con una carga constante hasta el análisis de tensión de un ensamblaje en 
movimiento con carga dinámica. En esta etapa se realizaron las siguientes subetapas: 
1. Pre-procesamiento. Definir el modelo de elementos finitos y los factores 
ambientales que influyen en él. 
2. Solución del análisis. Solucionar el modelo de elementos finitos. 
3. Post-procesamiento de resultados usando herramientas de visualización 
Para visualizar el funcionamiento de la andadera en operación, se realizó una 
animación en 3D, en donde se integró un prototipo de niño y se virtualizó el recorrido 
en diferentes vistas del sistema usando una versión anterior de la andadera, la cual no 
incluía las ruedas locas en la parte trasera y sin movimiento del modelo del niño en el 
recorrido de la andadera. El trabajo en curso considera la integración de estos dos 
elementos. . 
En términos de control del sistema, el algoritmo simple basado en el controlador on- off 
fue programado en robot c, que es una herramienta provista dentro del proyecto de la 
academia estatal de robótica. 
Integración de la andadera motorizada para asistencia motriz a niños con 
discapacidad. 
Con la determinación de la pertinencia y factibilidad de la realización de la andadera, 
posteriormente se generaron los planos y se validó que los materiales y estructura 
propuesta cumplían con los requerimientos de peso máximo de 14 kg, se procedió a 
integrar el sistema. Para esta etapa fue necesario maquinar con base en los planos las 
conexiones entre los elementos estructurales, se doblaron las estructuras tubulares de 
la base y delos soportes de extremidades. También fue necesario realizar el soporte 
corporal (arnés) el cual fue realizado por un alumno de mecatrónica quien tiene una 
PYME en el ramo de la industria textil. 
Por otra parte, se realizó la programación de los dispositivos de control y se 
configuraron las interfaces de comunicaciones. Finalmente, se integró toda la 
15 
 
estructura de soporte de extremidades superiores, los motores, mecanismos de 
transmisión de movimientos, subsistema de control y comunicaciones y el arnés. 
Cabe mencionar que toda la infraestructura de del sistema de control, de 
comunicaciones, y mecanismos de transmisión de movimiento son del sistema 
comercial provisto para el mismo propósito de controlar los robots con los que se 
compite en el ámbito de la academia estatal de robótica. 
Puesta en marcha del sistema y pruebas de funcionamiento 
Después de la integración del sistema completo, se procedió a encender los sistemas 
de control y se puso en marcha la andadera, se probaron todas las instrucciones de 
control y la andadera no tuvo algún problema para trasladarse en trayectorias 
determinadas, hacer cambios de dirección y girar los 360 grados. Estas pruebas se 
realizaron inicialmente solo con la andadera, es decir, sin ningún niño a bordo, las 
cuales fueron desarrolladas en el laboratorio de Robótica de la Universidad 
Tecnológica de Tulancingo. 
La segunda etapa, fue realizar pruebas, un niño de 10 meses de 10 kgs en proceso de 
aprendizaje para caminar, sin discapacidad, hijo de uno de los integrantes del equipo 
de trabajo como prueba piloto. La andadera al niño y lo guio si mayor problema los 
soportes de torso y de manos funcionaron adecuadamente. El mecanismo de 
transmisión de movimiento presento algún forzamiento debido a que la flecha de las 
ruedas esta acoplada directamente al eje del motor, por lo que se requiere en la 
siguiente etapa reforzar esa parte. 
La tercera propuesta, fue realizar pruebas de funcionamiento para la andadera a un 
escenario real, para cual se trasladó la andadera al CRIH y se probó con un niño con 
problema de discapacidad motriz, el cual fue propuesto por la especialista del área de 
estimulación temprana. El niño con una edad de 2 años y un peso de 8 Kg, hizo 
inicialmente una terapia con la andadera convencional, evidenciando nuevamente las 
problemáticas antes mencionadas, posteriormente se asistió al niño para la marcha 
empleando la andadera motorizada. Se hizo un recorrido lineal aproximado de 2 
metros, en donde la andadera no mostró ningún problema en asistirlo y el niño cumplió 
muy motivado el recorrido realizado la terapia. 
Validar el grado de innovación intelectual ante el IMPI 
Finalmente, para validar el grado de aplicación e innovación, así como la utilidad y 
beneficios de la andadera para la comunidad de niños con discapacidad, se ha 
realizado la solicitud de patente del proyecto ante el IMPI el pasado mes de diciembre 
16 
 
de 2015 con la referencia MX/a/2015/ 017895. Actualmente, la andadera ha pasado la 
primera revisión de forma y se encuentra en la segunda etapa que consiste en la 
revisión de fondo. 
Etapas 
Etapa 1. Simulación de andadera motorizada 
En la actualidad, un soporte contextual en el desarrollo científico o tecnológico es la 
simulación, la cual nos permite hacer un análisis previo del proyecto propuesto. Se 
considera una técnica computacional para experimentar de manera digital, para poder 
obtener conclusiones, las cuales son necesarias para describir la estructura y el 
comportamiento de sistemas del mundo real que tienden a ser complejos. 
En este contexto, la primera etapa para formular este proyecto consistió en la 
simulación de la estructura y materiales, de la andadera motorizada para la asistencia 
motriz a niños con discapacidad, lo que permitió validar de manera virtual la solución 
propuesta al conjunto de problemáticas planteadas. 
Para está etapa, se uso software de Diseño Asistido por Computadora. Aunque la 
parte más importante fue el capital humano, alumnos de ingeniería en Mecatrònica de 
la Universidad Tecnológica de Tulancingo y quienes ya se encuentran inmersos en el 
sector productivo, en la misma área detrabajo del Diseño industrial. 
.Etapa 2. Integración de sistemas comerciales de andadera motorizada 
En esta etapa del proyecto, después de haber realizado la etapa de simulación, se 
planteó integrar la andera motorizada, empleando sistemas comerciales disponibles en 
la institución. Es importante mencionar que todo el sistema fue integrado con 
dispositivos, mecanismos y por alumnos y profesores de nuestra escuela superior. 
En concreto, en esta parte del proyecto lo que se hizo fue integrar los sistemas 
comerciales mecánicos, electrónicos y computacionales disponibles en la institución y 
así concretar el proyecto. Cabe resaltar que dichos materiales, no fueron diseñados 
para el propósito que han sido empleados en este proyecto, por lo que se han tenido 
algunos problemas en la puesta en marcha del sistema. 
Los materiales de la estructura y soportes de la andadera fueron adquiridos con 
recursos propios, el doblado y soldado de dicha estructura se realizó en el laboratorio 
de máquinas y herramientas de la institución. El arnés fue diseñado y confeccionado 
por un estudiante de Ing. en Mecatrónica dedicado a la industria textil. Los mangos de 
los soportes se adquirieron de sistemas comerciales de manubrios para bicicleta. Los 
17 
 
motores, flechas, engranes, control remoto, cortex, transmisor, empleados son 
sistemas comerciales de la empresa vex® dentro del contexto de la Academia estatal 
de Robótica. 
Al momento, el proyecto se encuentra en esta etapa y la andadera se presenta con la 
estructura original y con los sistemas comerciales antes mencionados. 
Etapa 3. Integración del sistema de movimiento y control propios a la 
andadera 
Esta etapa es la que se ha considerado para su reproducción en serie y distribución 
masiva. Alguna empresa de la región de influencia de nuestra institución se ha 
mostrado interesada por reproducir y distribuir la andadera en áreas de rehabilitación 
médica. 
Para lograr lo anterior, lo que se espera en un principio es obtener el dictamen de la 
solicitud de patente sometida ante el IMPI, después de esto es necesario hacer 
mejoras significativas, ya que se puede mejorar el material de la estructura, el 
mecanismo de movimiento, la etapa de control y comunicaciones se pueden 
reemplazar por sistemas propios diseñados en la institución. De hecho, e importante 
mencionar que ya se ha desarrollado el sistema de control y comunicaciones, con 
diseños propios, lo cuales ya se encuentran en la etapa de pruebas de 
funcionamiento. 
Por otra parte, antes de ser otorgada o no la patente por el IMPI, nos hemos 
planteado, acercarnos a la secretaria de salud de gobierno del estado y realizar una 
proyección y un esquema de trabajo para que se pueda invertir en la andadera y 
beneficiar masivamente a la niñez hidalguense con problemas de discapacidad. 
Alineación con el Plan Estatal de Desarrollo 
Plan de Desarrollo Estatal 
 
En Hidalgo se anhela que se haga real la igualdad de oportunidades y se erradique la 
discriminación en todas sus formas; un Hidalgo más justo, que combata frontalmente 
las brechas de desigualdad y reparta con toda justicia la riqueza social que su gente 
trabajadora genera; una tierra que fomente el respeto y el pleno reconocimiento e 
inclusión a los grupos vulnerables y a las personas con discapacidad. 
Sin duda Hidalgo es una tierra de grandes oportunidades y un hogar generoso que 
merece acciones decididas por parte del gobierno y de la comunidad científica y 
18 
 
tecnológica para que cada familia acceda a una vida digna, segura, con salud, buena 
alimentación, educación de calidad y bienestar. 
Durante su gestión el gobierno del estado de Hidalgo ha pugnado por establecer las 
bases para que la ciencia y la tecnología se transformen en un fuerte vínculo en el 
sistema educativo estatal para aprovechar el talento de nuestros estudiantes 
hidalguenses, y profesionistas, así como la solidez de nuestras instituciones 
académicas en pro del desarrollo educativo, económico y social de nuestro estado. Lo 
cual ha sido formulado como uno de los objetivos transversales de éste gobierno. 
El proyecto que se presenta en esta propuesta, atiende de manera directa una de las 
problemáticas que presenta la niñez hidalguense con algún tipo de discapacidad, la 
cual se presenta en edad temprana en la etapa de marcha inicial. Lo que permite 
coadyuvar de manera directa en la rehabilitación e inclusión plena de esta población a 
la sociedad hidalguense. Dicho proyecto fue formulado desde un ámbito de estrecha 
colaboración entre instituciones de educación y salud, como lo son la Universidad 
Tecnológica de Tulancingo y el Centro de Rehabilitación Integral de Hidalgo, lo que 
confirma de manera expedita que la estrecha vinculación entre los estudiantes y 
profesionistas de las escuelas de educación y de otras instituciones mediante la 
aplicación de la ciencia, tecnología e innovación (CTI) permite atender problemáticas 
de índole social para colaborar desde su perspectiva con el bienestar de nuestro 
estado. 
De acuerdo al Plan de desarrollo estatal, la población hidalguense con alguna 
discapacidad es de 121,412 personas, el 4.5% de la población total de acuerdo a 
preliminares censales de INEGI para 2010. Esto representa un reto de desarrollo 
humano muy importante, para su integración plena a las distintas esferas de la vida 
social, que promuevan, compensen y estimulen su integración laboral, a la salud, a la 
educación y cultura. Sólo el 5% de infraestructura física y de servicios en nuestra 
entidad, tanto pública como privada, dispone de las condiciones mínimas de 
accesibilidad para las personas con discapacidad, sobre todo para los niños, lo que 
limita sus oportunidades laborales, educativas y de salud, entre otras. 
Otro de los objetivos de este gobierno es abatir el rezago y marginación de los 
sectores de la población expuestos bajo condiciones de vulnerabilidad, como los son 
las: mujeres, niños, jóvenes, adultos mayores, indígenas, migrantes y personas con 
discapacidad, impulsando acciones para el desarrollo integral de todos los 
hidalguenses que viven en situación de vulnerabilidad, en particular a la niñez. 
19 
 
Por otra parte, el gobierno se ha propuesto promover las condiciones para el 
desarrollo de las personas con discapacidad bajo un enfoque de integración social, 
comunitaria y a la vida productiva, mediante políticas públicas que generen la 
infraestructura y el capital humano para responder con calidad a las expectativas de 
este segmento de la población para el desarrollo de las personas con discapacidad. 
En particular, si se trabaja desde edad temprana con esta población existe una mayor 
posibilidad de ayudar a tener una rehabilitación y mejor calidad de vida desde un 
principio. 
Desde nuestra perspectiva como institución educativa de nivel superior, nos hemos 
planteado contribuir para que la población cuente, con una buena salud y capacidades 
físicas y mentales para formar parte activa de la sociedad, mediante la promoción de 
una cultura de prevención de discapacidades y enfermedades, así como a través de la 
realización de proyectos científicos, tecnológicos y de innovación para atender 
necesidades reales de la población con discapacidad. 
Otro factor estratégico según el Plan estatal que permite detonar el desarrollo en un 
estado o región es impulsar la ciencia, tecnología e innovación, como lo demuestra la 
experiencia internacional. Para ello es indispensable establecer un modelo de 
desarrollo científico, tecnológico y de innovación que permita definir la política de 
estado, que propicie y aliente el desarrollo de la generación, aplicación del 
conocimiento e innovación, la formación de capital humano de alta calidad medido en 
términos de investigadores y tecnólogos, el fortalecimiento de la infraestructura 
científica y tecnológica, el desarrollo de excelencia en las áreas estratégicasregionales, así como la creación y fortalecimiento de una cultura científica y 
tecnológica en la sociedad hidalguense; todo ello enmarcado en una perspectiva 
nacional, estatal, regional y municipal. 
Uno de los objetivos estratégicos de este gobierno es impulsar el diseño, aplicación e 
implementación de una política pública de ciencia, tecnología e innovación que 
fomente y fortalezca la generación y aplicación del conocimiento, la vinculación entre 
los sectores en áreas estratégicas para la Entidad para vincular la capacidad científica, 
tecnológica y de innovación en áreas estratégicas sectoriales y regionales y Fomentar 
en la sociedad hidalguense el conocimiento y aplicación de la ciencia y la tecnología 
para mejorar su bienestar. Es por ello, la importancia de que instituciones de 
educación superior como la nuestra, cristalicen su quehacer científico y tecnológico 
hacia proyectos que propicien el bienestar de nuestra sociedad hidalguense. 
20 
 
Plan nacional de desarrollo 2013-2018 
 
El Plan Nacional de Desarrollo (PND), explica las estrategias para hacer posible un 
México Incluyente, en el que se pueda superar el hambre. En éste, se delinean 
acciones para revertir la pobreza. Se integra el sendero para lograr una sociedad con 
igualdad de género y sin exclusiones, donde se ponga especial atención en el 
bienestar de las personas con discapacidad, los indígenas, los niños y los adultos 
mayores. 
Por otra parte en el plan de desarrollo se plantea impulsar fuertemente un México con 
Educación de calidad. Para lograr el éxito y superación en nuestro país es necesario 
Elevar la calidad de la enseñanza y promover la ciencia, la tecnología y la innovación 
como los mecanismos para atender las necesidades que la sociedad demanda. 
México incluyente 
En el PND una de las metas importantes es lograr un México Incluyente. La 
discriminación que aún hoy en día sufren las mujeres, las personas indígenas, los más 
de 5 millones de personas que viven con alguna discapacidad, ha propiciado que está 
población se encuentre demasiado vulnerable y que se requiera una atención 
emergente para atender sus necesidades y problemas cotidianos. De acuerdo al 
INEGI, en 2010. El número de personas con alguna limitación física o mental es mayor 
a los 5.7 millones. El cual debe ser mayor hoy en día. Desde 1995 el Gobierno ha 
destinado recursos para crear mecanismos e instituciones para garantizar los 
derechos de las personas con discapacidad y contribuir a su inclusión y desarrollo 
integral. Sin embargo, hay mucho por hacer en ese contexto y es ahí donde la 
sociedad, el gobierno y las instituciones de Educación tenemos la responsabilidad y 
oportunidad de coadyuvar con el desarrollo científico, tecnológico y social, para la 
atención y solución de problemas de esta población de nuestro país. En el PND se 
incluye diseñar y ejecutar programas de atención especial a grupos vulnerables, en los 
cuales se incluyen los adultos mayores y las personas con discapacidad. 
Transitar hacia una sociedad equitativa e incluyente, una de las estrategias es 
proteger los derechos de las personas con discapacidad y contribuir a su desarrollo 
integral e inclusión plena. Establecer esquemas de atención integral a personas con 
discapacidad a través de acciones que fomenten la detección de discapacidades, 
estimulación temprana y su rehabilitación. 
 
21 
 
México con educación de calidad 
Es claro, que el futuro de México en gran medida depende del grado de educación con 
el que cuente la población infantil y la juventud. De ahí la importancia de que el país se 
centre en la transición hacia una sociedad del conocimiento. Es por ello, que en el 
PND se propone que el capital humano de calidad generado por las instituciones en 
los diferentes educativos, vinculen su quehacer científico y tecnológico para la 
atención a las necesidades del sector productivo y la sociedad mexicana. 
Como ya se mencionó un elemento clave para el desarrollo de una sociedad del 
conocimiento es la ciencia y la tecnología. México tiene un bajo nivel de inversión en 
este rubro. Únicamente el 7.6 % de las patentes gestionadas en el país son solicitadas 
por Mexicanos. Es importante mencionar que la propuesta presentada en este 
proyecto hecha por hidalguenses, se encuentra en la segunda etapa de la solicitud de 
patente. 
Uno de los panes de acción para lograr un México con educación de calidad es 
articular la educación, la ciencia, el desarrollo tecnológico y la innovación para lograr 
una sociedad más justa y prospera. Para ello, es fundamental la vinculación plena 
entre las universidades, centros de investigación y el sector privado. La transferencia 
tecnología y el aprovechamiento del conocimiento tienen un valor agregado para los 
servicios y productos mexicanos. 
Objetivo: Hacer del desarrollo científico, tecnológico y la innovación pilares para el 
progreso económico y social sostenible, con la línea de acción de impulsar la 
articulación de los esfuerzos que se realizan en el sector público, privado y social, para 
promover la Ciencia y Tecnología (CTI) y lograr una mayor eficacia y eficiencia. 
Impacto 
Para describir esta sección se hace referencia al impacto causado entre los diferentes 
actores involucrados en el proyecto de la andadera motorizada para asistencia motriz 
a niños con discapacidad. 
En la sociedad es muy importante que se atiendan problemáticas reales, por parte los 
órganos de gobierno y más aun si se involucran las instituciones de educación. Con el 
desarrollo de proyectos como éste es posible coadyuvar a la inclusión en la sociedad y 
mejora de la calidad de vida de las personas con discapacidad, en particular nuestra 
niñez hidalguense. 
22 
 
Para nuestra niñez hidalguense con discapacidad, el desarrollo de este tipo de 
propuesta aporta de manera directa un grado de mejora en el desarrollo de ¡sus 
habilidades y mejora significativamente los procesos de rehabilitación, logrando con 
ello, que nuestros niños se beneficien del conocimiento y tecnología a su disposición. 
Con la integración de la tecnología e innovación, en los múltiples servicios que se 
ofrecen en un hospital orientado a la medicina física y la rehabilitación es posible 
mejorar los procedimientos y métodos para este propósito, para obtener mejores 
resultados. Para el personal que labora en el CRIH, es importante echar mano de 
tecnología de punta y vanguardista para poder proponer terapias basadas en los 
avances científicos y tecnológicos. 
Las Instituciones de educación superior como lo es la Universidad Tecnológica de 
Tulancingo tienen como quehacer el preparar a sus alumnos para resolver problemas 
reales del sector productivo y social. Este tipo de proyectos impacta directamente en el 
ánimo y formación de nuestros estudiantes, quienes pueden percatarse de manera 
directa de que las carreras que estudias tienen un alto nivel de pertinencia en la 
sociedad y que desde su ámbito pueden ayudar al desarrollo del país. Así mismo para 
los profesores es de suma importancia culminar el ciclo de generación y aplicación del 
conocimiento para determinar la vigencia de sus capacidades y habilidades en el 
quehacer académico. 
Finalmente, para el gobierno el desarrollo de este tipo de proyectos muestra que es 
posible que los esfuerzos orientados a articular el desarrollo científico, tecnológico y de 
innovación propuesto en las instituciones de educación superior para la resolución de 
problemas del sector productivo y social es posible. Con ello, si se centran los 
proyectos en el ámbito de la salud y la discapacidad de la niñez hidalguense es 
posible ir hacia una sociedad incluyente y con una buena calidad de vida, en particular 
de la niñez. 
Resultados 
En esta sección se presentan los resultados más importantes obtenidos durante el 
desarrollo de la andadera motorizada para asistencia motriz a niños condiscapacidad. 
Como ya se comentó en las secciones anteriores, uno de los elementos principales 
durante la realización de un proyecto de ingeniería es la simulación, la primera etapa 
de la andadera consistió en simular el sistema en software de Diseño Asistido por 
computadora. En la figura 4 se observa una vista en perspectiva de la andadera a 
través de sus planos generados en Autodesk Inventor. 
23 
 
 
 
Figura 4. Vista en perspectiva de la andadera motorizada para asistencia motriz a 
niños con discapacidad. 
La figura 4 presenta el sistema completo (10), el cual está integrado por diferentes 
subsistemas, la estructura (20) es la que da soporte a la andadera, el mecanismos de 
transmisión de movimiento (30) es uno de los elementos principales e innovadores del 
sistema, ya que hasta ahora no existe un sistema para el mismo propósito que acople 
un tren de engranes y un motor a las ruedas de una andadera. 
La sección móvil que otorga el soporte al sistema para poder realizar giros de 360° en 
ambos sentidos es la rueda loca (40). El soporte para las extremidades superiores (50) 
permite afianzar al usuario a través de sus propias manos, lo que presta seguridad y 
confiabilidad durante la terapia. Finalmente, otro elemento innovador e igual 
importante es el soporte de torso (60) (arnés) para soportar y mantener al niño dentro 
de la estructura. Los planos generados de la andadera fueron usados en la descripción 
de solicitud de patente y también sirven para reproducir el modelo en serie. 
Análisis Estructural 
Una estructura corta o robusta tiene más posibilidades de sufrir un error debido al fallo 
de los materiales debido a que se supera el límite de elasticidad. Una estructura larga 
y delgada fallará debido a la inestabilidad estructural o lo que se le llama pandeo 
geométrico. Si las cargas son variantes con el tiempo, la estructura requerirá algún tipo 
de análisis dinámico para analizar la resistencia de los componentes. El material del 
componente que utilice también puede influir en el tipo de análisis que se debe 
http://www.solidworks.es/sw/products/simulation/buckling-analysis.htm
http://www.solidworks.es/sw/products/simulation/buckling-analysis.htm
http://www.solidworks.es/sw/products/simulation/dynamic-analysis.htm
24 
 
realizar. Los componentes metálicos, con cargas moderadas, suelen requerir algún 
tipo de análisis lineal, en el que el material tiene una relación lineal entre la 
deformación en la pieza y la carga aplicada por debajo del punto de elasticidad de los 
materiales. Los componentes de caucho y plástico requieren un análisis no lineal, ya 
que los elastómeros tienen una relación no lineal entre la deformación en la pieza y la 
carga aplicada. Este es el caso de los metales que superan el punto de elasticidad. 
En general, hay tres fases para el análisis estructural por elemento finito asistido por 
computadora: 
4. Pre-procesamiento. Definir el modelo de elementos finitos y los factores 
ambientales que influyen en él. 
5. Solución del análisis. Solucionar el modelo de elementos finitos. 
6. Post-procesamiento de resultados usando herramientas de visualización. 
Pre-procesamiento: en esta etapa se definieron los materiales con que está realizada 
esta estructura así como la descripción de la misma para el análisis. 
La estructura física comprende de un tubular cuadrado, (PTR GDO A36 DE 1¨X1¨ 
CAL.14. Norma SAE-AISI), así como también de un tubular redondo (REDONDO 
ASTM A-36 DE 1¨, Norma SAE, AISI). 
La norma AISI/SAE (también conocida por SAE-AISI) es una clasificación de aceros y 
aleaciones de materiales no ferrosos, de esta clasificación se utilizara el acero de 
Grado A36. 
 ASTM A36 
Es un acero estructural de buena soldabilidad, adecuado para la fabricación de vigas 
soldadas para edificios, estructuras remachadas, y atornilladas, bases de columnas, 
piezas para puentes y depósitos de combustibles. 
El acero de clasificación ASTM A36 cuenta con las siguientes propiedades mecánicas. 
Propiedades Mecánicas 
Esfuerzo Fluencia Esfuerzo Tracción 
(Kg/mm²) 
Elongación 
(Kg/mm²) MPa (Kg/mm²) MPa % 
25,5 
(mín) 
250 
(min.) 
40,8 (mín) 400 (mín.) 20 (mín.) 
http://www.solidworks.es/sw/products/simulation/stress-analysis.htm
http://www.solidworks.es/sw/products/simulation/non-linear-analysis.htm
25 
 
Tabla 1: propiedades mecánicas del acero A36 
La estructura de la andadera se compone de tres partes fundamentales: 
 Base inferior 
 Base superior 
 Postes 
Análisis: En esta etapa se define la solución de los elementos finitos, como es cargas, 
desplazamientos, tensiones y puntos de deformación. 
Material 
La estructura en general cuenta con las siguientes propiedades. 
Material Acero 
Densidad 7.85 g/cm^3 
Masa 8.98866 kg 
Área 3801.09 cm^2 
Volumen 1145.05 cm^3 
Centro de Gravedad 
x=-19.9522 cm 
y=26.7384 cm 
z=20.5249 cm 
Tabla 2: Propiedades físicas de la estructura de la andadera. 
Aplicación de la primera carga 
Se aplicaron fuerzas acordes a la aplicación de la estructura, en primer término sobre 
la base superior se calcularon las fuerzas promedio de 392.256 N en tres puntos 
distribuidos estratégicamente como se muestra en la figura 4. 
 
26 
 
Figura 5. Fuerzas aplicadas a la base superior 
Conociendo las fuerzas aplicadas, así como la resistencia de los materiales, se obtuvo 
una disipación de la energía aplicada sobre las uniones. En las figuras 5 y 6 de color 
azul se muestra que los materiales no tienen ningún esfuerzo con respecto de la 
carga, de color amarillo se muestra la zona critica donde se tiene un desplazamiento 
de 6mm sobre el nivel del piso lo cual no afecta, ya que el movimiento de arrastre es 
hacia el frente, esta última medida es variable a la fuerza del usuario y a la velocidad 
de los motores, deben ser proporcionales. El diseño de la estructura es favorable para 
su aplicación. 
 
Figura 6. Resultados del análisis análisis de carga 
 
Figura 7: Vista lateral del análisis de carga 
De manera general los resultados obtenidos muestran que el diseño de la andadera 
está calculado para 392.256 N o lo que es igual 40KgF en un arrastre lineal, la fuerza 
ejercida va a depender del usuario, así como de la calibración de los motores 
(Velocidad). Debido al uso que se tiene de esta estructura, no existen puntos de 
ruptura ya que la fuerza aplicada es menor a la que tiene la resistencia del material 
27 
 
como lo indica la norma. El módulo de elasticidad con respecto a la fuerza sobre el 
material entra dentro del rango según la norma. 
La figura 8 muestra una vista en perspectiva en 3D de la versión preliminar de la 
andadera. 
 
Figura 8. Vista en perspectiva 3D de la versión preliminar de la andadera. 
Es importante, usar las prestaciones del software empleado para el diseño, una de 
ellas es realizar una animación como se aprecia en la figura 9. 
 
Figura 9. Vista en perspectiva 3D de la animación de versión preliminar de la andadera 
y el usuario. 
Una de las herramientas del software empleado es el poder integrar a la simulación 
una modelo del usuario, lo que permite visualizar las dimensiones y características 
28 
 
propias del sistema en funcionamiento. Esta figura y animación corresponden a la 
versión preliminar de la andadera, la animación por el momento no incluye el 
movimiento del modelo del usuario. Sin embargo el trabajo en curso se centra en la 
animación de movimiento del usuario con la última versión de la andadera. 
Despuès de realizar la etapa de simulación se procedió a integrar todos los elementos 
comerciales de la andadera. Obteniendo un modelo ergonómico, estable y seguro para 
el usuario, además de ser atractivo para realizar la asistencia en la marcha del menor. 
En la figura 10 se muestra el resultado final en forma de comparativa entre la 
andadera motorizada y una andadera comercial. 
 
Figura 10. Vista comparativa de la andadera motorizada y laandadera tradicional para 
la asistencia motriz de niños con discapacidad. 
En la figura 10 en la izquierda se presenta la andadera motorizada y en la imagen de 
la izquierda el sistema comercial. La andadera motorizada presenta mejoras 
significativas con respecto al sistema comercial en términos de seguridad, 
funcionalidad y estética. 
Los resultados obtenidos en el escenario real para el que fue diseñada la andadera, 
presentan un comportamiento satisfactorio con base en los requerimientos de fuerza, 
funcionalidad y estética. En la figura 11 se muestra una imagen de la vista trasera de 
la escena durante la asistencia motriz a un niño con discapacidad en el área de 
estimulación temprana del CRIH. 
29 
 
 
Figura 11. Asistencia motriz a niño con discapacidad en el CRIH. 
Inversión 
En esta sección se hace una descripción de la inversión realizada para la realización 
del proyecto. 
Como se mencionó en la sección de la segunda etapa, los costos del desarrollo de la 
andadera han sido solventados por la institución y los integrantes del equipo de 
trabajo. Los viáticos para trasladarse al Hospital con el cual se ha venido colaborando, 
el costo de los elementos de la estructura, los soportes de manos y el de torso, asì 
como todos los consumibles de las etapas de maquinado ha sido absorbido por los 
integrantes del equipo. Los motores, engranes, flechas, control remoto, etapa de 
comunicaciones y control han sido cedidos por la institución. En el proyecto han 
participado alumnos y profesores del área electromecánica Industrial de la UTEC 
Tulancingo, quienes no han recibido ningún tipo de remuneración por este proyecto y 
es importante resaltar que siempre se ha realizado por iniciativa propia. 
En la siguiente tabla se detallan los costos del proyecto. 
DESCRIPCIÓN 
PRECIO UNIT. 
USD 
PRECIO UNIT. 
MXN 
CAN
T. 
TOTAL 
MXN 
PTR GDO A-36 DE 1X1" CAL.14. 6m 
 
226,74 1 
 
226,74 
REDONDO ASTM A-36 DE 1" 6m 
 
196,87 1 
 
196,87 
Electrodo E7081, 1/8" Infra 
1/4 Kg 
 
34,00 1 
 
34,00 
Pintura en aerosol secado rapido 
COMEX-azul cielo 
 
49,70 2 
 
99,40 
30 
 
Potencia mecanica para bicicleta 
 
140,00 2 
 
280,00 
Maneral de algodón 
 
10,00 2 
 
20,00 
Medias argollas 13037-25mm 
 
2,50 4 
 
10,00 
Tela de mezclilla para pechera 
 
166,00 1 
 
166,00 
carrete de Hilo color blanco 5m 
 
18,00 1 
 
18,00 
Bolsa de algodón 
 
25,00 2 
 
50,00 
Uso de cortadora, dobladora 
 
210,00 2 
 
420,00 
Uso de planta de soldar 
 
85,00 1 
 
85,00 
Motor 
 
19,82 2 
 
725,41 
Llantas 
 
6,61 4 
 
483,67 
Intercomunicación (vexnet) 
 
52,88 2 
 
1.935,41 
Controlador Vex-cortex 
 
330,58 1 
 
6.049,61 
Control remoto 
 
198,34 1 
 
3.629,62 
Energía cortex (7.2V) 
 
39,65 1 
 
725,60 
Energía control remoto (3A) 
 
2,86 6 
 
314,21 
Cargador batería 7.2V 
 
22,46 1 
 
411,02 
Cargador batería 3A 
 
33,04 1 
 
604,63 
 [42] 
 $ 
16.485,19 
 
Parte del material empleado, se usa para robótica y se encuentra dentro del contexto 
de la Academia Estatal de Robótica de Hidalgo. Los precios se encuentran en dólares 
y el tipo de cambio empleado para e cálculo es de 1 USD=18.33 MXN. Los costos no 
incluyen gasolina, viáticos, mano de obra, ni licenciamiento del software empleado, 
estos son recursos hospicianos por la Universidad Tecnológica de Tulancingo y por el 
equipo de trabajo. 
Es importante mencionar que los costos de la andadera son elevados y de difícil 
acceso a una familia prototipo del estado. Sin embargo, en la tercera etapa del 
proyecto se plantea hacer sistemas de comunicación y control de diseño propio, lo que 
reduciría el costo del proyecto hasta en un 60%. 
Glosario 
No se considera necesario el uso de glosario para el entendimiento de este proyecto. 
31 
 
Bibliografía 
 Punto por punto. Presenta SEPH academia de robótica del estado de Hidalgo 
http://www.puntoporpunto.mx/archives/98968, consultado el 28 de agosto de 
2016. 
 Hospital General de México. Boletin Estadístico de Medicina Física y 
Rehabilitación 2006-2010. Secretaria de Salud. Dirección de desarrollo y 
planeación de sistemas administrativos. Departamento de información y 
estadística. 2010. 
 Peña Nieto Enrique. Plan Nacional de Desarrollo 2013-2018. Diario oficial de la 
federación. 20 de mayo de 2013. 
 Gobierno del estado de Hidalgo. Plan estatal de desarrollo 2011-2016. 
http://www.hidalgo.gob.mx/?p=179 consultado el 23 de agosto de 2016 
 Secretaria de salud. Estimulación temprana, lineamientos técnicos. 2002. 
http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/documentos/Estimulacion_Temprana.pdf 
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