Diseño y modelado de un exoesqueleto para la amplificación de fuerza en extremidades inferiores - Unapanta Rayo, Galo Arturo (2021)
El presente trabajo propone diseñar y modelar un exoesqueleto para la amplificación de fuerza en extremidades inferiores. Para este trabajo se aplicó la metodología en V. Se partió por definir los requerimientos del modelo del exoesqueleto y se delimitaron los parámetros de funcionamiento del mismo. En los requerimientos se establecieron las dimensiones y pesos máximos de la extremidad inferior, los grados de libertad y la restricción de movimiento del mismo. Posteriormente se realizó un modelo matemático de la cinemática y dinámica de la extremidad inferior en base a los requerimientos y se generó una trayectoria para la misma con lo que se obtuvieron los torques de funcionamiento y el patrón de movimiento de la marcha humana del exoesqueleto, luego se diseñó un modelo de exoesqueleto para extremidades inferiores en el entorno de Solidworks, donde cada una de sus piezas fue sometida a un análisis de cargas mediante elementos finitos con malla estándar y malla adaptativa tipo h y se eligieron los materiales para cada pieza según el resultado del análisis. Siguiendo, se integró la trayectoria, la cinemática, la dinámica y el modelo de exoesqueleto junto a un controlador PID y se comparó los valores teóricos frente a los valores reales con lo que se validó el sistema. Así pues, el modelo de exoesqueleto tuvo como materiales acero ASTM A36 para ejes y soportes y Aluminio 7075 para el resto del cuerpo. El exoesqueleto aumenta la fuerza de su usuario a través de los motores incorporados, mismos que entregaron un torque máximo de 22.8Nm para la cadera y 11.7Nm para la rodilla cuando se realizó el ciclo de la marcha humana.