Modelado y Simulación de un Robot Terapéutico para la Rehabilitación de Miembros Inferiores (Modeling and Simulation of a Therapeutic Robot for Lower Limbs Rehabilitation /Modelagem e Simulação de um robô terapêutico de Reabilitação de Membros Inferiores)

César Humberto Guzmán Valdivia, Andrés Blanco Ortega, Marco Antonio Oliver Salazar, Héctor Ramón Azcaray Rivera

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 las clínicas 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 una ley 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.

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 rehabilitation therapies 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 and knee 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.

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 em clínicas 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 acompanhamento calculados para par planejado trajetórias é apresentado. Simulações de exercícios terapêuticos para substituições de quadril e joelho realizadas em ADAMS e MATLAB para o comportamento cinemático e dinâmico do robô são apresentados. Os resultados demonstram o grande potencial do robô terapêutico para ajudar na reabilitação de membros inferiores.



Palabras clave


Rehabilitación de miembros inferiores; robot terapéutico; modelado y simulación; control. Keywords: Lower limbs rehabilitation; therapeutic robot; modeling and simulation; control. Palavras-chave: menor de reabilitação do membro; terapêutica; modelagem

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DOI: https://doi.org/10.24050/19099762.n14.2013.471

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