Prototipo de exoesqueleto del tren inferior

Abstract

La marcha humana es un proceso de locomoción en el que el cuerpo se desplaza hacia adelante mediante un patrón alternante de apoyo y movimiento de ambos miembros inferiores. Se divide en dos principales fases: fase de apoyo (que equivale al 60%) y fase de oscilación (que equivale al 40%). Un exoesqueleto humano es un dispositivo mecánico vestible que se coloca externamente sobre el cuerpo de una persona, funcionando como estructura que actúa como soporte y asistencia para los movimientos del usuario. Este proyecto propone desarrollar el prototipo de un exoesqueleto de tren inferior a escala que replique todas las fases que componen el ciclo de la marcha. Para lograr este objetivo, se elaboró un diseño mediante el software CATIA, modelando las piezas que conforman las cuatro secciones del exoesqueleto: pie, tibia, fémur y cadera. Después se cortaron las piezas en una lámina de MDF de 3mm de espesor, se ensamblaron manualmente y se reforzó con adhesivos, obteniendo la estructura del prototipo. Se utilizaron seis servomotores con torque de 1,8 Kgf/cm, distribuidos estratégicamente en las siguientes articulaciones: 1 en cada tobillo, 1 en cada rodilla y 1 en cada parte superior del fémur, lo que permitió el movimiento de cada articulación. Finalizado el ensamblaje mecánico, se conectaron los seis servomotores a una placa Arduino. En el código se definieron los ángulos de movimiento de cada articulación. Cada servomotor fue controlado de forma secuencial, logrando que simule las fases de apoyo y oscilación que componen la marcha normal y haciendo que desplace.