Exoesqueleto - Parte 5 | Ingeniacity, S.L. Ingeniería de Innovación

Exoesqueleto - Parte 5

Modelo, análisis cinemático y dinámico del ciclo de marcha

Nacho

Exoesqueleto  - Parte 5

Análisis cinemático y dinámico del ciclo de marcha

Continuando con el proyecto de diseño de un exoesqueleto, vamos a comenzar con el análisis cinemático y dinámico del ciclo de marcha.

Antes de adentrarnos en el análisis, es necesario realizar un modelo, ensamblar la pierna y el exoesqueleto y asignarle una masa a cada componente. Posteriormente se deben definir las uniones entre las partes y las restricciones del modelo. La única restricción que se impone es fijar la articulación de la cadena, pero permitiendo la rotación. Entre el resto de cuerpos se definen juntas de revolución y finalmente entre las partes del exoesqueleto y la pierna se ponen juntas fijas. También es necesario definir un par de acción en cada una de las juntas de revolución, este par vendrá dado por el control.

Análisis cinemático:

Para modelar la cinemática del exoesqueleto se emplea la metodología propuesta por Denavit-Hartenberg para cadenas cinemáticas. Este método se emplea habitualmente en robots manipuladores.

El análisis cinemático nos permite conocer la posición y ángulo de cada una de las articulaciones.

Análisis dinámico:

Realizar un análisis dinámico adecuado en este tipo de dispositivos es de vital importancia. Por ejemplo, sobredimensionar el motor añadiría una masa al sistema que generaría inercias y podría hacer inestable el funcionamiento del mecanismo.

El diseño se realiza para un tipo de persona concreto, teniendo en cuenta su masa corporal, y las longitudes del pie, tobillo-rodilla y rodilla-cadera. También es necesario tener en cuenta la masa de cada parte de la pierna. No es posible realizar esta medida, pero existen estudios que determinan porcentajes en función del peso total del cuerpo.