Diseño Óptimo de un Sistema de Rehabilitación de Miembros Inferiores Basado en Mecanismos Paralelos y Seriales
Autores: Malyshev, Dmitry; Perevuznik, Victoria; Ceccarelli, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño Óptimo de un Sistema de Rehabilitación de Miembros Inferiores Basado en Mecanismos Paralelos y Seriales
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estructura
Sistema robótico modular híbrido
Rehabilitación de extremidades inferiores
Modelo matemático
Ortesis pasiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta la estructura y el modelo de una estructura modular híbrida de un sistema robótico para la rehabilitación de las extremidades inferiores. Está compuesto por dos módulos idénticos en estructura, que incluyen un manipulador activo 3-PRRR para mover el pie del paciente y una ortesis pasiva basada en el mecanismo RRR para soportar la extremidad inferior. Se ha desarrollado un modelo matemático para describir las posiciones de los enlaces de los mecanismos activos y pasivos de los dos módulos, en función de los ángulos en las articulaciones de la ortesis pasiva, considerando las restricciones para acoplar los manipuladores activos a la plataforma móvil y sus configuraciones. Se ha formulado un método para una síntesis paramétrica del sistema robótico híbrido propuesto con estructura modular, teniendo en cuenta los niveles generados de restricciones paramétricas dependiendo de las características ergonómicas y de fabricabilidad. El diseño propuesto se basa en un criterio en forma de convolución, que incluye dos componentes, una de las cuales se basa en minimizar los puntos inalcanzables de la trayectoria, considerando las características de los datos antropométricos, y la otra se basa en la compacidad del diseño. Se discuten los resultados de la modelación matemática así como los resultados del análisis hacia una validación del prototipo.
Descripción
Este documento presenta la estructura y el modelo de una estructura modular híbrida de un sistema robótico para la rehabilitación de las extremidades inferiores. Está compuesto por dos módulos idénticos en estructura, que incluyen un manipulador activo 3-PRRR para mover el pie del paciente y una ortesis pasiva basada en el mecanismo RRR para soportar la extremidad inferior. Se ha desarrollado un modelo matemático para describir las posiciones de los enlaces de los mecanismos activos y pasivos de los dos módulos, en función de los ángulos en las articulaciones de la ortesis pasiva, considerando las restricciones para acoplar los manipuladores activos a la plataforma móvil y sus configuraciones. Se ha formulado un método para una síntesis paramétrica del sistema robótico híbrido propuesto con estructura modular, teniendo en cuenta los niveles generados de restricciones paramétricas dependiendo de las características ergonómicas y de fabricabilidad. El diseño propuesto se basa en un criterio en forma de convolución, que incluye dos componentes, una de las cuales se basa en minimizar los puntos inalcanzables de la trayectoria, considerando las características de los datos antropométricos, y la otra se basa en la compacidad del diseño. Se discuten los resultados de la modelación matemática así como los resultados del análisis hacia una validación del prototipo.