Exoesqueleto para rehabilitación de la flexión/extensión de la articulación del tobillo
DOI:
https://doi.org/10.15332/iteckne.v19i2.2773Palabras clave:
Robótica de rehabilitación, Robótica vestible, Plantiflexión, Dorsiflexión, Modelo, Euler-Lagrange, Control, ArduinoResumen
Este trabajo presenta el modelado, diseño, construcción, y control de un exoesqueleto para rehabilitación de la flexión/extensión de la articulación del tobillo. El modelo dinámico de la flexión/extensión del tobillo es obtenido por medio de la formulación de Euler-Lagrange y es construido en Simulink de MATLAB usando la ecuación diferencial no-lineal derivada del análisis dinámico. Un controlador PID de realimentación del desplazamiento angular, representando el control neuromusculoesquelético humano, es implementado en el modelo dinámico para estimar el torque articular requerido durante los movimientos del tobillo. Se realizan simulaciones en el modelo para el rango de movimiento (ROM) de la flexión/extensión del tobillo, y los resultados son usados para seleccionar el actuador más adecuado para el exoesqueleto. El exoesqueleto para rehabilitación del tobillo es diseñado en el software CAD SolidWorks, construido por impresión 3D en ácido poliláctico (PLA), accionado por dos servomotores que entregan juntos un torque continuo máximo de 22 [kg cm], y controlado por una placa Arduino que establece comunicación Bluetooth con un aplicativo móvil desarrollado en MIT App Inventor para la programación de los parámetros de las terapias de rehabilitation. El resultado de este trabajo es un exoesqueleto liviano de tobillo, con una masa total de 0.85[kg] incluyendo actuadores (servomotores) y electrónica (microcontrolador y baterías), el cual puede ser usado en prácticas de telerehabilitación garantizando errores de seguimiento del desplazamiento angular por debajo del 10%.
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