Control de dinámica cero híbrida para guiar la marcha de un novedoso exoesqueleto pediátrico de miembros inferiores ajustable
Autores: Goo, Anthony; Laubscher, Curt A.; Wiebrecht, Jason J.; Farris, Ryan J.; Sawicki, Jerzy T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de dinámica cero híbrida para guiar la marcha de un novedoso exoesqueleto pediátrico de miembros inferiores ajustable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Exoesqueleto
Tecnología
Población pediátrica
Cadera-rodilla
Anomalías de la marcha
Controlador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de exoesqueletos ha experimentado desarrollos significativos para la población adulta, pero aún es insuficiente para la población pediátrica. Este artículo presenta el diseño de un exoesqueleto de cadera-rodilla para niños de 6 a 11 años con anomalías en la marcha. Los actuadores están alojados en un marco de exoesqueleto ajustable donde la parte del muslo puede ajustarse en longitud y la cuna de cadera puede ajustarse en las direcciones medial-lateral y posterior-anterior simultáneamente. Un control adecuado de los exoesqueletos para seguir patrones de marcha saludables nominales de manera invariante en el tiempo es importante para facilitar su uso y aceptación por parte del usuario. En este artículo, se diseñó un controlador de dinámica cero híbrida (HZD) para la guía de la marcha definiendo el manifol de dinámica cero para que se asemeje a patrones de marcha saludables. El control HZD utiliza un controlador de retroalimentación invariante en el tiempo para crear marchas dinámicamente estables en sistemas robóticos con modelos híbridos que contienen dinámicas tanto discretas como continuas. La efectividad del controlador en el nuevo exoesqueleto pediátrico se demostró mediante simulación. Los resultados preliminares presentados sugieren que el control HZD proporciona un método viable para controlar el exoesqueleto pediátrico para la guía de la marcha.
Descripción
La tecnología de exoesqueletos ha experimentado desarrollos significativos para la población adulta, pero aún es insuficiente para la población pediátrica. Este artículo presenta el diseño de un exoesqueleto de cadera-rodilla para niños de 6 a 11 años con anomalías en la marcha. Los actuadores están alojados en un marco de exoesqueleto ajustable donde la parte del muslo puede ajustarse en longitud y la cuna de cadera puede ajustarse en las direcciones medial-lateral y posterior-anterior simultáneamente. Un control adecuado de los exoesqueletos para seguir patrones de marcha saludables nominales de manera invariante en el tiempo es importante para facilitar su uso y aceptación por parte del usuario. En este artículo, se diseñó un controlador de dinámica cero híbrida (HZD) para la guía de la marcha definiendo el manifol de dinámica cero para que se asemeje a patrones de marcha saludables. El control HZD utiliza un controlador de retroalimentación invariante en el tiempo para crear marchas dinámicamente estables en sistemas robóticos con modelos híbridos que contienen dinámicas tanto discretas como continuas. La efectividad del controlador en el nuevo exoesqueleto pediátrico se demostró mediante simulación. Los resultados preliminares presentados sugieren que el control HZD proporciona un método viable para controlar el exoesqueleto pediátrico para la guía de la marcha.