Modelo dinámico inverso para el apoyo al diseño de un exoesqueleto vestible de asistencia a la marcha

Resumen

En el marco del desarrollo de dispositivos para la asistencia de la marcha, destacan por su elevado grado de vestibilidad y menor peso y coste, aquellos conformados simplemente por los actuadores y una serie de puntos de anclaje localizados en las proximidades de las articulaciones a actuar. El esfuerzo se trasmite desde los actuadores hasta los puntos de anclaje a través de cables, aumentado el grado de confort del usuario al prescindir de los tutores que comúnmente se encuentran en exoesqueletos. Se aborda en este trabajo un análisis dinámico inverso, para obtener los pares articulares necesarios a lo largo de la marcha, como paso previo al dimensionamiento de los componentes del exoesqueleto a diseñar. Se plantea un modelo biomecánico plano con siete segmentos corporales (tres por pierna y el tronco) y los pares en cadera, rodilla y tobillo como principales acciones. Posteriormente, estos pares se distribuyen entre el sujeto y el exoesqueleto actuado por cable (exosuit) para distintas configuraciones de diseño. Este modelo, permite guiar el diseño del exoesqueleto en lo que respecta a factores tales como la posición de los puntos de anclaje, el número de actuadores preciso o la disposición de los cables, entre otros. A la hora de encontrar un diseño adecuado para la actuación y transmisión en el exoesqueleto, será posible, por ejemplo, tomar en consideración sobre qué articulación desea actuarse con mayor intensidad en función de las necesidades del proyecto, o incluso determinar si no ha de actuarse en absoluto sobre alguna de ellas. Podrá analizarse, además, la influencia de dichos parámetros de diseño sobre los parámetros de la transmisión y estudiarse la efectividad de los diseños propuestos y los encontrados en la literatura