Prototipo de un exoesqueleto para rehabilitación de miembros inferiores

Abstract

El presente trabajo de titulación corresponde al desarrollo de un prototipo de un exoesqueleto robótico de rehabilitación para extremidades inferiores em niños, el cual realiza el movimiento de marcha normal humana en seis grados de libertad los cuales son: cadera, rodilla y tobillo correspondiente a cada extremidad inferior, el diseño se compone por una estructura mecánica ajustable a las medidas antropométrica del paciente, se estableció un modelo matemático para poder determinar el torque necesario en la articulación más critica que en este caso sería la cadera ya que el prototipo está suspendido en el aire. Mediante el uso de una base de datos previa a esta investigación, el cual, se determina los ángulos de movimiento en cada articulación, se obtuvo la trayectoria que sigue el actuador y está regulada por un sensor “giroscopio” en un control lazo cerrado. Debido al valor del torque necesario de los actuadores se hizo un diseño de caja con sistema planetario para aumentar el torque de los actuadores para reducir costos. Para la validación se hizo una comparación entre los datos obtenidos mediante una simulación en el software Matlab con datos ingresados de la base de datos investigada y los datos registrados en el serial de Arduino por los sensores de movimiento angular, la estructura mecánica con su movimiento se validó exponiendo cada articulación a un peso muerto y así establecer su torque máximo y por último se verificó el correcto funcionamiento del dispositivo aplicando a un paciente.