Investigación de mecanismos multiplicadores de fuerza para diseño y construcción de un exoesqueleto robótico de extremidad superior para levantamiento de carga.

Abstract

El siguiente trabajo de investigación presenta el diseño e implementación de un exoesqueleto multiplicador de fuerza para extremidad superior con dos grados de libertad. Este estudio se centra en un tipo de exoesqueleto actual que mejora las funciones motoras del cuerpo humano al aumentar la fuerza, la velocidad y la resistencia física del usuario. El exoesqueleto se basa en la antropometría de la población ecuatoriana y la biomecánica humana, para el modelamiento del exoesqueleto se tomó como base el modelo matemático de su cinemática, además el diseño se validó con un software CAE en el que se realiza simulaciones mecánicas y análisis de esfuerzos de elementos finitos para determinar la seguridad del sistema. Del mismo modo, al usar el análisis cinemático inverso, se determina la relación no lineal entre la posición y la orientación del extremo del exoesqueleto con respecto a un sistema de coordenadas de referencia. Estos parámetros son aplicados en el diseño del sistema control el cual usa sensores para determinar su posición y orientación para luego ejecutar los movimientos requeridos mediante una palanca de mando. La intención del dispositivo exoesquelético es implementarse en un entorno de trabajo industrial, ya que puede levantar y transportar cargas de hasta 120 Newtons.