Un nuevo prototipo de exoesqueleto para la rehabilitación de las extremidades inferiores
Autores: Geonea, Ionut; Copilusi, Cristian; Dumitru, Sorin; Margine, Alexandru; Rosca, Adrian; Tarnita, Daniela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un nuevo prototipo de exoesqueleto para la rehabilitación de las extremidades inferiores
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Solución
Exoesqueleto
Sistema robótico
Cadena cinemática
Análisis dinámico
Prototipo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una nueva solución para un sistema robótico de exoesqueleto que se utiliza para la asistencia locomotora en personas con discapacidades locomotoras. Como características novedosas de la presente investigación, se propone una nueva solución estructural de una cadena cinemática plano-paralela, destinada a ser utilizada como la pierna de un robot exoesqueleto. Se realiza un prototipo virtual, a partir del cual se llevan a cabo estudios cinemáticos y dinámicos utilizando el software ADAMS para el análisis dinámico de sistemas multibody. La simulación dinámica del exoesqueleto se realiza en dos situaciones de simulación: caminar sobre un plano horizontal, así como la simulación de asistencia al movimiento al subir escaleras. Tras este análisis, se observa que el sistema robótico logra variaciones angulares en las articulaciones de la cadera y la rodilla similares a las de un sujeto humano. Como resultado, la solución constructiva es factible, y la siguiente etapa del estudio es realizar un prototipo experimental mediante la técnica de prototipado rápido. Los elementos cinemáticos del exoesqueleto están diseñados para proporcionar resistencia estructural, ser fácilmente fabricados mediante impresión 3D y ser fáciles de ensamblar. Para este propósito, se realiza la optimización estructural con el método de elementos finitos para eliminar concentradores de tensión. Finalmente, se fabrica y ensambla un prototipo experimental del robot exoesqueleto, cuyo movimiento se analiza utilizando un análisis de video basado en cámara ultrarrápida.
Descripción
Este documento presenta una nueva solución para un sistema robótico de exoesqueleto que se utiliza para la asistencia locomotora en personas con discapacidades locomotoras. Como características novedosas de la presente investigación, se propone una nueva solución estructural de una cadena cinemática plano-paralela, destinada a ser utilizada como la pierna de un robot exoesqueleto. Se realiza un prototipo virtual, a partir del cual se llevan a cabo estudios cinemáticos y dinámicos utilizando el software ADAMS para el análisis dinámico de sistemas multibody. La simulación dinámica del exoesqueleto se realiza en dos situaciones de simulación: caminar sobre un plano horizontal, así como la simulación de asistencia al movimiento al subir escaleras. Tras este análisis, se observa que el sistema robótico logra variaciones angulares en las articulaciones de la cadera y la rodilla similares a las de un sujeto humano. Como resultado, la solución constructiva es factible, y la siguiente etapa del estudio es realizar un prototipo experimental mediante la técnica de prototipado rápido. Los elementos cinemáticos del exoesqueleto están diseñados para proporcionar resistencia estructural, ser fácilmente fabricados mediante impresión 3D y ser fáciles de ensamblar. Para este propósito, se realiza la optimización estructural con el método de elementos finitos para eliminar concentradores de tensión. Finalmente, se fabrica y ensambla un prototipo experimental del robot exoesqueleto, cuyo movimiento se analiza utilizando un análisis de video basado en cámara ultrarrápida.