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Diseño e implementación del sistema de instrumentación y comunicaciones de un exoesqueleto de extremidades inferiores

Abstract:

El riesgo de lesionar el aparato locomotor es común debido a la actividad física a la que están sometidas las extremidades inferiores, ya sea en actividades cotidianas, de recreación o de competición. En este sentido, para prolongar la independencia motora del individuo dentro de una vida normal, las terapias de rehabilitación son primordiales en la mantención e incluso en la mejora de las capacidades motoras. Hoy en día, existe un gran número de investigaciones interesadas en solucionar y reducir estas limitaciones traumatológicas, bajo el fundamento científico y desarrollo de tecnología, logrando así, la exploración de prototipos robóticos para la asistencia y rehabilitación llamados exoesqueletos. El presente trabajo ofrece una alternativa a las terapias de rehabilitación basado en un sistema de instrumentación, control y comunicaciones de un exoesqueleto robótico para extremidades inferiores. El sistema de instrumentación se encarga de recolectar la información requerida a través de la red de comunicaciones formada por el protocolo CAN, para que el esquema de control PID tome decisiones en alusión a una trayectoria extraída de sujetos sin patologías. El diseño e implementación del dispositivo se aplica a la extremidad inferior izquierda y cuenta con tres grados de libertad correspondientes a las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo, las cuales se desplazan en el plano sagital. En esta primera versión se han ocupado cajas reductoras de tipo cicloidal y planetario para aumentar el torque en las articulaciones, siendo este primero de mayor relevancia por el aumento en el desempeño del control. Investigaciones futuras se enfocarán en la mejora de tasas de transmisión y tiempos de procesamiento.