En fisioterapia, los ejercicios mejoran el rango de movimiento, la fuerza muscular y la flexibilidad, donde los dispositivos de seguimiento de movimiento registran datos de movimiento durante los ejercicios para mejorar los resultados del tratamiento. Cámaras y unidades de medida inercial (IMUs) son la base de estos dispositivos. Sin embargo, problemas como la oclusión, la privacidad y la iluminación pueden restringir los sistemas basados en visión. En estas circunstancias, las IMUs pueden ser empleadas para centrarse en el progreso de un paciente de manera cuantitativa durante su rehabilitación. En este estudio, se desarrolló un cuerpo rígido en 3D que puede sustituir un brazo humano, y se diseñó, implementó y validó un algoritmo de dos etapas para estimar el ángulo de la articulación del codo de ese cuerpo rígido utilizando tres IMUs e incorporando el filtro Madgwick para fusionar múltiples datos de sensores. Dos electrogoniómetros (EGs) se vincularon al cuerpo rígido para verificar la precisión del algoritmo de medición del ángulo de la articulación. Además, se confirmó la estabilidad del algoritmo incluso en presencia de aceleración externa. Múltiples pruebas utilizando el algoritmo propuesto estimaron el ángulo de la articulación del codo del cuerpo rígido con un RMSE máximo de 0.46 grados. Utilizando el algoritmo del fabricante de IMU (WitMotion) (filtro Kalman), el RMSE máximo fue de 1.97 grados. Para la cuarta prueba, los ángulos articulares también se calcularon con aceleración externa, y el RMSE fue de 0.996 grados. En todos los casos, los ángulos articulares estuvieron dentro de los límites terapéuticos.