Estudio e implementación de un prototipo de exoesqueleto para miembro superior utilizando músculos artificiales para determinación de limitaciones de la tecnología robótica blanda, en multiplicadores de fuerza.

Abstract

El presente trabajo de titulación realiza el estudio e implementación de un prototipo de exoesqueleto multiplicador de fuerza para miembro superior derecho, aplicando los conceptos de robótica blanda mediante la creación de músculos artificiales neumáticos. El proyecto está enfocado a facilitar el levantamiento y traslado repetido de cargas pesadas, para lo cual el movimiento del brazo cuenta con dos grados de libertad, comandados por sensores electro-miográficos, los mismos que captan la señal analógica enviada por los músculos del operario; esta señal es tratada por un circuito de disparo PWM amplificando el voltaje en un rango de 0 a 10 voltios, permitiendo la activación de las válvulas proporcionales que entregan la presión necesaria en un rango de 0 a 6 bares con la que se llenan los músculos neumáticos, ejerciendo la fuerza necesaria para el levantamiento de la carga. El exoesqueleto está diseñado con un factor de multiplicación de fuerza en el rango de 1.2 y 2. El prototipo fue sometido a pruebas usando diferentes cargas, dentro del rango establecido por la normativa ecuatoriana, lo cual permitió validar el rango de trabajo del mismo y concluir que la tecnología de robótica blanda permite al operario tener mejor movilidad y flexibilidad al realizar los movimientos de levantamiento. También, se realizó el análisis del uso de robótica blanda en multiplicadores de fuerza y su factibilidad a comparación de la robótica rígida, en base a una comparación con trabajos existentes.