Método, diseño y evaluación de un exoesqueleto para levantar una carga in situ
Autores: Xin, Li; Weihao, Li; Qiang, Li
Idioma: Inglés
Editor: Hindawi
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Debido a la falta de claridad en los escenarios de aplicación y en el análisis de fuerzas de los exoesqueletos, existe un vacío de investigación en el diseño de exoesqueletos. Este artículo presenta un método de diseño y realización de un exoesqueleto para un escenario específico de elevación de una carga in situ. En primer lugar, se recopiló el proceso de movimiento de elevación y sus datos sobre la base de un sistema de captura de movimiento en 3D y un sistema de cinta rodante dinamométrica. A continuación, se obtuvieron las variaciones del par y el movimiento de cada articulación a partir del análisis de los datos, en base a los cuales se demostró un modo de asistencia activa para las extremidades superiores y un modo de asistencia pasiva para las extremidades inferiores. En este diseño, el cilindro hidráulico para la asistencia del hombro, el motor para la asistencia del codo y el muelle para la asistencia de las extremidades inferiores se calcularon y seleccionaron en función del movimiento y el par de cada articulación. Por último, se utilizaron métodos subjetivos y objetivos para evaluar el exoesqueleto basándose en los resultados de cinco participantes en la prueba, y se comprobó que el consumo medio de oxígeno de toda la prueba levantando una carga diez veces con la asistencia se reducía en 9,45
s en comparación con el consumo en ausencia del exoesqueleto.
Descripción
Debido a la falta de claridad en los escenarios de aplicación y en el análisis de fuerzas de los exoesqueletos, existe un vacío de investigación en el diseño de exoesqueletos. Este artículo presenta un método de diseño y realización de un exoesqueleto para un escenario específico de elevación de una carga in situ. En primer lugar, se recopiló el proceso de movimiento de elevación y sus datos sobre la base de un sistema de captura de movimiento en 3D y un sistema de cinta rodante dinamométrica. A continuación, se obtuvieron las variaciones del par y el movimiento de cada articulación a partir del análisis de los datos, en base a los cuales se demostró un modo de asistencia activa para las extremidades superiores y un modo de asistencia pasiva para las extremidades inferiores. En este diseño, el cilindro hidráulico para la asistencia del hombro, el motor para la asistencia del codo y el muelle para la asistencia de las extremidades inferiores se calcularon y seleccionaron en función del movimiento y el par de cada articulación. Por último, se utilizaron métodos subjetivos y objetivos para evaluar el exoesqueleto basándose en los resultados de cinco participantes en la prueba, y se comprobó que el consumo medio de oxígeno de toda la prueba levantando una carga diez veces con la asistencia se reducía en 9,45
s en comparación con el consumo en ausencia del exoesqueleto.