Selección Basada en Sensibilidad de un Diseño Óptimo de Robot Paralelo Conducido por Cable para Fines de Rehabilitación
Autores: Ennaiem, Ferdaws; Chaker, Abdelbadiâ; Arévalo, Juan Sebastián Sandoval; Laribi, Med Amine; Bennour, Sami; Mlika, Abdelfattah; Romdhane, Lotfi; Zeghloul, Saïd
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el diseño de un robot paralelo accionado por cables (CDPR) óptimo para la rehabilitación del miembro superior. El espacio de trabajo prescrito del robot se identifica con la ayuda de un terapeuta ocupacional basado en tres actividades seleccionadas de la vida diaria, que se rastrean utilizando un sistema de captura de movimiento Qualisys. Se propone una arquitectura preliminar del robot basada en el análisis de las trayectorias rastreadas de todas las actividades. A continuación, se realiza un proceso de optimización multiobjetivo utilizando el método del algoritmo genético, donde las tensiones de los cables y el tamaño del robot se seleccionan como las funciones objetivo a minimizar. Las tensiones de los cables están limitadas entre dos límites, donde el límite inferior asegura una tensión positiva en los cables en todo momento y el límite superior representa el par máximo del motor. Luego se realiza un análisis de sensibilidad utilizando el método de Monte Carlo para obtener el diseño óptimo seleccionado entre las soluciones no dominadas, formando el frente de Pareto obtenido. Se identifica el robot con la mayor robustez frente a las perturbaciones, y se calculan su destreza y rigidez elástica para investigar su rendimiento.
Descripción
Este documento trata sobre el diseño de un robot paralelo accionado por cables (CDPR) óptimo para la rehabilitación del miembro superior. El espacio de trabajo prescrito del robot se identifica con la ayuda de un terapeuta ocupacional basado en tres actividades seleccionadas de la vida diaria, que se rastrean utilizando un sistema de captura de movimiento Qualisys. Se propone una arquitectura preliminar del robot basada en el análisis de las trayectorias rastreadas de todas las actividades. A continuación, se realiza un proceso de optimización multiobjetivo utilizando el método del algoritmo genético, donde las tensiones de los cables y el tamaño del robot se seleccionan como las funciones objetivo a minimizar. Las tensiones de los cables están limitadas entre dos límites, donde el límite inferior asegura una tensión positiva en los cables en todo momento y el límite superior representa el par máximo del motor. Luego se realiza un análisis de sensibilidad utilizando el método de Monte Carlo para obtener el diseño óptimo seleccionado entre las soluciones no dominadas, formando el frente de Pareto obtenido. Se identifica el robot con la mayor robustez frente a las perturbaciones, y se calculan su destreza y rigidez elástica para investigar su rendimiento.