Diseño de Mecanismos de un Dispositivo Novel para Facilitar la Movilidad, el Movimiento de Transferencia de Sentado a De Pie y la Asistencia para Caminar
Autores: Li, Bo; Chen, Xinzhili; Liu, Hailiang; Yuan, Dong; Zhang, Jiafeng; Lu, Shiqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de Mecanismos de un Dispositivo Novel para Facilitar la Movilidad, el Movimiento de Transferencia de Sentado a De Pie y la Asistencia para Caminar
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Pacientes
Disfunción de extremidades inferiores
Movilidad
Exoesqueleto
Silla de ruedas
De sentado a de pie
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Para ayudar a los pacientes con disfunción de las extremidades inferiores en la movilidad, el equilibrio y la marcha, este documento propone un dispositivo novedoso que integra las funciones de un exoesqueleto de extremidades inferiores, una silla de ruedas y asistencia para la transferencia de sentado a de pie (STS). Diseñamos un exoesqueleto de extremidades inferiores con 10 grados de libertad basado en el análisis de la marcha. Para satisfacer la compatibilidad entre el ser humano y la máquina, la articulación de la cadera fue conceptualizada como un mecanismo de centro de movimiento remoto (RCM), la articulación de la rodilla fue desarrollada como un mecanismo de leva, y la articulación del tobillo fue diseñada como un par rotativo. Construimos un modelo cinemático del exoesqueleto adoptando la fórmula del producto de exponentes (POE). El mecanismo de asistencia para la transferencia STS fue diseñado basado en el enlace de seis barras de Stephenson III a través de métodos de síntesis de trayectorias. La longitud de este mecanismo de seis barras fue determinada utilizando técnicas iterativas de Newton-Jacobi. Conectamos el mecanismo asistencial STS al marco de la silla de ruedas, y luego, conectamos el exoesqueleto al mecanismo asistencial para la transferencia STS. Los resultados experimentales demostraron que la trayectoria de asistencia STS se alineaba estrechamente con las trayectorias de las nalgas humanas, y las trayectorias de asistencia para caminar correspondían con las marchas humanas naturales. Este dispositivo ofrece una nueva opción para los pacientes con disfunción de las extremidades inferiores.
Descripción
Para ayudar a los pacientes con disfunción de las extremidades inferiores en la movilidad, el equilibrio y la marcha, este documento propone un dispositivo novedoso que integra las funciones de un exoesqueleto de extremidades inferiores, una silla de ruedas y asistencia para la transferencia de sentado a de pie (STS). Diseñamos un exoesqueleto de extremidades inferiores con 10 grados de libertad basado en el análisis de la marcha. Para satisfacer la compatibilidad entre el ser humano y la máquina, la articulación de la cadera fue conceptualizada como un mecanismo de centro de movimiento remoto (RCM), la articulación de la rodilla fue desarrollada como un mecanismo de leva, y la articulación del tobillo fue diseñada como un par rotativo. Construimos un modelo cinemático del exoesqueleto adoptando la fórmula del producto de exponentes (POE). El mecanismo de asistencia para la transferencia STS fue diseñado basado en el enlace de seis barras de Stephenson III a través de métodos de síntesis de trayectorias. La longitud de este mecanismo de seis barras fue determinada utilizando técnicas iterativas de Newton-Jacobi. Conectamos el mecanismo asistencial STS al marco de la silla de ruedas, y luego, conectamos el exoesqueleto al mecanismo asistencial para la transferencia STS. Los resultados experimentales demostraron que la trayectoria de asistencia STS se alineaba estrechamente con las trayectorias de las nalgas humanas, y las trayectorias de asistencia para caminar correspondían con las marchas humanas naturales. Este dispositivo ofrece una nueva opción para los pacientes con disfunción de las extremidades inferiores.