control automatico

Revista Ingeniería Biomédica

ISSN 1909-9762 / Volumen 7 / Número 14 / Julio-Diciembre de 2013 / pp.42-50
Escuela de Ingeniería de Antioquia-Universidad CES / Envigado, Colombia

Modelado y Simulación de un Robot Terapéutico
para la Rehabilitación de Miembros Inferiores
César Humberto Guzmán Valdivia 1, ψ, Andrés Blanco Ortega 2, Marco Antonio Oliver Salazar 2,
Héctor Ramón Azcaray Rivera2
1

2

Departamento de Ingeniería en Mecatrónica, Universidad Politécnica de Zacatecas (UPZ),
Fresnillo, Zacatecas, México.

Departamento de Ingeniería en Mecatrónica, Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
(CENIDET), Cuernavaca, Morelos, México.
Recibido 19 de febrero de 2013. Aprobado 24 de septiembre de 2013.

Modeling and Simulation of a Therapeutic Robot
forLower Limbs Rehabilitation
Modelagem e Simulação de um robô terapêutico de Reabilitação de Membros Inferiores
Resumen ─ La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de reincorporar a una persona a sus actividades de la vida
cotidiana. Actualmente, un paciente que requiere de alguna rehabilitación sufre de largas esperas para ser atendido debido a la falta
de personal en lasclínicas y hospitales. Una alternativa para ayudar al personal médico en las terapias de rehabilitación es utilizando
robots terapéuticos. Este artículo muestra el modelado y la simulación de un robot terapéutico para la rehabilitación de miembros
inferiores. Se presenta el modelo cinemático y dinámico de un robot de tres grados de libertad con un efector final configurado en
paralelo. Se presenta unaley de control por par calculado para el seguimiento de trayectorias planificadas. Se presentan simulaciones
de ejercicios terapéuticos para cadera y rodilla realizadas en ADAMS y MATLAB para conocer el comportamiento cinemático y
dinámico del robot. Los resultados obtenidos demuestran el gran potencial del robot terapéutico para asistir en la rehabilitación de
miembros inferiores.
PalabrasClaves ─ Rehabilitación de miembros inferiores, robot terapéutico, modelado y simulación, control.
Abstract ─ Rehabilitation in a general sense aims to reinstate a person to their activities of daily living. Currently, a patient that
requires a rehabilitation suffers long waits for treatment due to lack of staff in clinics and hospitals. An alternative to assist medical
staff in rehabilitationtherapies is using therapeutic robots. This paper shows the modeling and simulation of a therapeutic robot for
lower limb rehabilitation. The kinematic and dynamic model of a robot of three degrees of freedom with an end-effector configured
in parallel is presented. A computed torque control law for a planned trajectory tracking task is presented. Simulations of therapeutic
exercises for hip andknee carried out in ADAMS and MATLAB for know the kinematic and dynamic behavior of the robot are
presented. The results demonstrate the great potential of the therapeutic robot to assist in the rehabilitation of lower limbs.

ψ

Dirección para correspondencia: hello_ingeniero@hotmail.com
DOI: http:/dx.doi.org/10.14508/rbme.2013.7.14.42-50

Guzmán C., et al. Robot Terapéutico para laRehabilitación de Miembros Inferiores

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Keywords ─ Lower limbs rehabilitation, therapeutic robot, modeling and simulation, control.
Sumário ─ A reabilitação de um modo geral tem como objetivo restabelecer uma pessoa para as suas atividades de vida diária.
Atualmente, um doente que necessite de alguma reabilitação sofrem com longas esperas para o tratamento devido à falta de pessoal
emclínicas e hospitais. Uma alternativa para ajudar a equipe médica em terapias de reabilitação é o uso de robôs terapêuticos.
Este artigo mostra o modelado e a simulação de um robô terapêutico para a reabilitação do membro inferior. Apresenta-se também
Modelo cinemática e dinâmica de um robô de três graus de liberdade com uma extremidade atuante configurados em paralelo. A lei
de controle para o...