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Resumen

Este proyecto describe el modelo, control y simulación de un exoesqueleto robótico para reeducación de pacientes con daños motores causados por una lesión durante el desarrollo de un cerebro inmaduro, el cual tiene como objetivo optimizar la terapia de rehabilitación y con ella la recuperación del paciente.

El diseño propuesto posee 10 GDL que describelos movimientos y las restricciones de cada una de las articulaciones de las extremidades inferiores del paciente, el cual realizara movimientos terapéuticos específicos, obtenidos a través de un estudio de trayectorias basadas en la teoría de visión artificial. Para garantizar el seguimiento de dichas trayectorias se diseña un control por par calculado (CTC), que permite obtener un erroren el orden de los milímetros, permitido en procesos de rehabilitación.

En el ambiente tridimensional desarrollado en la librería de MATLAB®, VirtualReality, se podrá observar el comportamiento del exoesqueleto en el momento de realizar diferentes ejercicios de reeducación seleccionados, el cual fue construido a partir de las piezas diseñadas e importadas desde el software CADsolidEdge®.






Palabras claves: Robótica patología, exoesqueleto, simulación tridimensional, control de robots, trayectoria.






















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Abstract

This project describes the model, control and simulation of an exoeskeleton robot for patients' reeducation with motive damages caused by an injury during the development of an immature brain,which takes as a target to optimize the rehabilitation therapy and with her the recovery of the patient.

The proposed design possesses 10 GDL that it describes the movements and the restrictions of each of the joints of the low extremities of the patient, who realized specific therapeutic movements obtained across a study of trajectories based on the theory of artificial vision. Toguarantee the pursuit of the above mentioned trajectories a control is designed by studied pair (CTC), which allows to obtain an error in the order of the millimeters, allowed in processes of rehabilitation.

In the three-dimensional ambience developed in the bookstore of MATLAB ®, VirtualReality, it will be possible to observe the behavior of the exoeskeleton at the moment of realizingdifferent chosen exercises of reeducation, which was constructed from the pieces designed and imported from the software CAD solidEdge ®.































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Contenido




INTRODUCCIÓN 1

1.ESTUDIO DESCRIPTIVO DE LA PARALISIS CEREBRAL INFANTIL O IMOC

(INSUFICIENCIA MOTORA DE ORIGEN CEREBRAL) 3

1.1. Definición 3

1.1.1.Clasificación 3

1.2. Causas 5

1.3. Tratamiento 7

1.4. Aplicación de la robótica en parálisis 9

1.5. Conclusión del capitulo 12

2. MODELADO DEL EXOESQUELETO. 13

2.1. Estudio de las extremidades inferiores. 13

2.1.1. Modelo geométrico y estructura cinemática 13

2.1.2. Movimiento articular del paciente 17

2.2. Morfología del exoesqueleto 212.2.1. Grados de libertad 22

2.2.2. Modelo geométrico del exoesqueleto robótico 22

3. DISEÑO DEL EXOESQUELETO ROBOTICO 34

3.1. Definición de los parámetros dinámicos. 44

4. ESTUDIO DE TRAYECTORIAS ARTICULARES PARA EL EXOESQUELETO 45

4.1. Etapas de la reeducación muscular. 45

4.2. Método de adquisición de las trayectorias 46

4.3. Trayectorias dereeducación muscular para simulación 48

4.4. Tratamiento y procesamiento de las trayectorias. 52

5. CONTROL DE MOVIMIENTO DEL EXOESQUELETO ROBÓTICO 54

5.1. Estructura del controlador CTC 54

6. SIMULACIÓN VIRTUAL TRIDIMENSIONAL DEL EXOESQUELETO ROBÓTICO. 58

6.1. Resultados de simulación. 59

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7. CONCLUCIONES 66

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 68...