Exoesqueleto De Tobillo Semg Rehabilitacion Fisica
Issue Date:
2018
metadata.dc.ucuenca.paginacion:
81 páginas
metadata.dc.description.city:
Cuenca
Series/Report no.:
TET;70
metadata.dc.type:
bachelorThesis
Abstract:
This project presents a methodology for designing and building an ankle exoskeleton prototype to help patients with non-invaliding disability in physical rehabilitation. This methodology includes, among others: kinematic and dynamic analyzes, mechanical design by using a CAD, materials resistance study, actuator sizing, sEMG signals processing, and control system deployment in an embedded microcontroller platform.
The prototype is tested in two healthy subjects, in order to evaluate the potential benefit for non-healthy patients. The results show a good insight of the multiple advantages of the exoskeleton in the gait rehabilitation process, while set a future path for improving the prototype.
Description:
Este trabajo presenta una metodología para el diseño y construcción de un prototipo de exoesqueleto de tobillo, orientado a la rehabilitación física de pacientes con discapacidad no invalidante. El análisis cinemático y dinámico de la extremidad inferior se realiza con el método propuesto por Denavit-Hartenberg y LaGrange-Euler respectivamente, con lo que se propone la construcción de un sistema de un grado de libertad. Los elementos mecánicos y el material requerido para su construcción se determinan mediante software CAD, el dimensionamiento del actuador se obtiene mediante un análisis estático de la articulación. El sistema de control de posición, la interfaz de comunicación y el procesamiento de la señal se efectúan en tiempo real a través de código implementado en un dsPIC.
El código que ejecuta el microcontrolador incluye procesos de filtrado, detección de envolvente y de intención de movimiento a partir de señales sEMG del músculo tibial anterior izquierdo. El código de los dos primeros procesos se evaluó previamente en MATLAB utilizando señales offline; para el proceso de detección se efectuaron pruebas en dos sujetos sanos, los resultados se evaluaron mediante una matriz de confusión. El exoesqueleto incluye dos rutinas de rehabilitación y un sistema de control de posición a lazo cerrado.
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