Diseño y co-simulación de un exoesqueleto
Resumen
El presente trabajo describe la importancia de la co-simulación en el diseño de un exoesqueleto y en el área de la medicina robótica. La metodología propuesta consta de dos procesos: el diseño y análisis mecánico; y el desarrollo del algoritmo de control para demostrar el buen funcionamiento del exoesqueleto. El análisis del mecanismo es creado a través de CAD en el software SolidWorks, que es empleado para diseños asistidos por computadora ya que permite evaluar la parte mecánica antes de ser construida. Para la validación del exoesqueleto, se implementa la simulación del caminado de una persona, esto es realizado con el software de Matlab empleando un algoritmo de control lineal. Lo anterior, permite analizar y crear rutinas de rehabilitación con la ayuda de un exoesqueleto co-simulado de la parte inferior del ser humano, que emula los movimientos de una marcha normal del humano y su control del movimiento, con la finalidad de lograr un movimiento natural del humano y ayudar en el tema de la discapacidad de pacientes con lesiones en la parte inferior del cuerpo.
Descargas
Citas
Aach, M., Cruciger, O., Sczesny-Kaiser, M., Höffken, O., Meindl, R. C., Tegenthoff, M., … Schildhauer, T. A. (2014). Voluntary driven exoskeleton as a new tool for rehabilitation in chronic spinal cord injury: a pilot study. The Spine Journal, 14(12), 2847–2853. https://doi.org/10.1016/J.SPINEE.2014.03.042
Ali, H. (2014). Bionic Exoskeleton: History, Development and the Future. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), 2014, 58–62. Retrieved from http://iosrjournals.org/iosr-jmce/papers/ICAET-2014/me/volume-5/12.pdf?id=7622
Aliman, N., Ramli, R., & Haris, S. M. (2018). Modeling and co-simulation of actuator control for lower limb exoskeleton. 2018 3rd International Conference on Control and Robotics Engineering, ICCRE 2018, 94–98. https://doi.org/10.1109/ICCRE.2018.8376441
Han, S., Wang, H., & Tian, Y. (2018). Adaptive computed torque control based on RBF network for a lower limb exoskeleton. Proceedings - 2018 IEEE 15th International Workshop on Advanced Motion Control, AMC 2018, 35–40. https://doi.org/10.1109/AMC.2019.8371059
Lugo, E., Ponce, P., Molina, A., & Castro, S. (2014). Co-simulación del Diseño Biomecánico para un Exoesqueleto Robótico del Miembro Inferior. Revista Mexicana de Ingenieria Biomedica, 35(2), 145–158.
Muramatsu, Y., Kobayashi, H., Sato, Y., Jiaou, H., Hashimoto, T., & Kobayashi, H. (2011). Quantitative Performance Analysis of Exoskeleton Augmenting Devices - Muscle Suit - for Manual Worker. International Journal of Automation Technology, 5(4), 559–567. https://doi.org/10.20965/ijat.2011.p0559
Reinkensmeyer, D. J., & Boninger, M. L. (2012). Technologies and combination therapies for enhancing movement training for people with a disability. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 9(1), 1–10. https://doi.org/10.1186/1743-0003-9-17
Yagn, N. (1890). Apparatus for facilitating walking, running, and jumping,. Retrieved from https://patentimages.storage.googleapis.com/0f/e0/2c/161bea0a876b81/US420179.pdf
Yasunidos. (2013). Fuzzy PID Control for Passive Lower Extremity Exoskeleton in Swing Phase. Yasunidos. https://doi.org/10.1109/ICEIEC.2013.6835483
Zoss, A. B., Kazerooni, H., & Chu, A. (2006). Biomechanical design of the Berkeley lower extremity exoskeleton (BLEEX). IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 11(2), 128–138. https://doi.org/10.1109/TMECH.2006.871087