Resumen

Objetivo. El exoesqueleto motorizado para las extremidades inferiores ha despertado un gran interés, ya que puede ayudar a los pacientes con lesiones medulares (LME) a ponerse de pie y volver a caminar. La mayoría de los exoesqueletos están diseñados para seguir trayectorias de marcha predefinidas, lo que hace que el paciente camine de forma poco natural y se sienta incómodo. Además, los exoesqueletos con trayectorias de marcha predefinidas no siempre pueden mantener el equilibrio al caminar, especialmente cuando se encuentran con perturbaciones. Diseño/Metodología/Enfoque. En este trabajo se propone un novedoso enfoque de planificación de la marcha, cuyo objetivo es proporcionar una marcha fiable y equilibrada durante la asistencia a la marcha. En este enfoque, modelamos el exoesqueleto y el paciente juntos como un péndulo lineal invertido (LIP) y obtenemos la intención del paciente a través de un diagrama de energía orbital. Para lograr la planificación dinámica de la marcha del exoesqueleto, se utiliza la primitiva de movimiento dinámico (DMP) para modelar la trayectoria de la marcha. Mientras tanto, los parámetros de la DMP se actualizan dinámicamente durante un paso, lo que pretende mejorar la capacidad de contrarrestar las perturbaciones externas. Resultados. El enfoque propuesto se valida en una plataforma de simulación de un exoesqueleto humano, y los resultados experimentales muestran la eficacia y las ventajas del enfoque propuesto. Originalidad/Valor. Descomponemos el problema de la obtención de la marcha dinámica del equilibrio en tres partes: (1) a partir de la información sensorial del exoesqueleto, se diseña el estimador de intención para estimar la intención de dar un paso; (2) al principio de cada paso, el planificador de la marcha discreta utiliza los parámetros de la marcha obtenidos, como la longitud del paso S y la duración del paso T, y genera la trayectoria del pie oscilante basándose en S,T; (3) durante el proceso de caminar, se utiliza el regulador de la marcha continua para ajustar la marcha generada por el planificador de la marcha discreta para contrarrestar las perturbaciones.

• Materias:Método de elementos finitos Ingeniería biomédica Biomecánica Huesos Prótesis
• Subjects:Finite element method Biomedical engineering Biomechanics Bones Prostheses
• Palabras claves:planificador discreto de la marcha, trayectoria de la marcha, enfoque propuesto, enfoque de planificación de la marcha, péndulo lineal invertido, exoesqueleto, información del exoesqueleto, marcha de equilibrio dinámico, diagrama de energía orbital, regulador de la marcha continua
• Keywords:discrete gait planner, gait trajectory, proposed approach, gait planning approach, linear inverted pendulum, exoskeleton, information of exoskeleton, dynamic balance gait, orbital energy diagram, continuous gait regulator