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Diseño y Optimización de Dimensiones de Robots de Rehabilitación de Mano Rígido-Blando

Autores: Zhang, Rui; Ning, Meng; Wang, Yuqian; Yang, Jun

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Diseño y Optimización de Dimensiones de Robots de Rehabilitación de Mano Rígido-Blando


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Población
Tecnologías de rehabilitación
Soluciones robóticas
Sistema de visión por computadora
Algoritmo de colonia de abejas artificial
Simulaciones de elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La creciente población de pacientes con disfunción de la mano requiere tecnologías avanzadas de rehabilitación. Las soluciones robóticas actuales enfrentan limitaciones en la compatibilidad de movimiento y en los marcos de diseño sistemático. Este estudio desarrolla un robot de rehabilitación de acoplamiento rígido-blando que integra mecanismos de enlace con componentes blandos. Un sistema de visión por máquina captura trayectorias de agarre natural, analizadas a través de regresión polinómica. La modelización de restricciones jerárquicas y un algoritmo mejorado de colonia de abejas artificiales optimizan las dimensiones de los enlaces y las estrategias de control, logrando una mejor coincidencia cinemática entre el humano y el robot. Simulaciones de elementos finitos utilizando un modelo hiperelástico de Yeoh refinan la geometría de los componentes blandos para equilibrar la conformidad y la coordinación. La validación del prototipo demuestra un seguimiento de trayectoria de alta precisión, agarre de objetos de 20 a 70 mm y fuerzas de yema de dedo estables durante el entrenamiento. Los resultados experimentales confirman la capacidad del sistema para replicar patrones de movimiento fisiológicos y adaptarse a múltiples escenarios de rehabilitación.

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