Desarrollo de un exoesqueleto de armadura para miembro superior

Autores/as

  • Santiago López-Méndez Universidad Pontificia Bolivariana
  • Hader Vladimir Martínez-Tejada Universidad Pontificia Bolivariana https://orcid.org/0000-0002-4693-2466
  • Marco Fidel Valencia-García Universidad EIA

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.20191148

Palabras clave:

robots de asistencia, robot susables, cinemática de robots, mecatrónica

Resumen

El aspecto de la seguridad personal resulta ser un tema de interés en la vida cotidiana y más aún en el aspecto militar; dada la exigencia física que se requiere para llevar equipamiento pesado, la industria militar desde hace algunas décadas se ha visto en la necesidad de desarrollar tecnologías que apoyen físicamente a los soldados sin perder la capacidad de proteger la integridad de la persona. En el presente artículo se aborda el diseño de un exoesqueleto de armadura para miembro superior con 3 grados de libertad. Se usa una metodología de diseño mecatrónico para ajustar tanto los requerimientos antropométricos y tecnológicos, para el sistema de actuación se emplean motores DC alimentados por batería para garantizar la portabilidad del dispositivo. Para soportar los sistemas mencionados se emplea un material de matriz metálica el cual a su vez tiene la función de proteger al usuario. La estructura del exoesqueleto propuesto, el sistema de control, los módulos de actuación y la armadura son integrados para generar un exoesqueleto portable para la protección y apoyo de los movimientos de flexo/extensión del miembro superior.

|Resumen
= 855 veces | PDF (ENGLISH)
= 397 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Santiago López-Méndez, Universidad Pontificia Bolivariana

Grupo de investigación GINUMA, Facultad de Ingeniería Mecánica.

Hader Vladimir Martínez-Tejada, Universidad Pontificia Bolivariana

Doctor en Ingeniería. Profesor, Grupo de investigación GINUMA, Facultad de ingeniería mecánica.

Marco Fidel Valencia-García, Universidad EIA

Doctor en Ingeniería. Profesor, Grupo de investigación MAPA, Facultad de Ingeniería Mecánica.

Citas

The Titan Arm, ASTM Standardization News, 2013.

E. Yagi, D. Harada, and M. Kobayashi, “Upper-limb power-assist control for agriculture load lifting,” Int. J. Autom. Technol., vol. 3, no. 6, 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.20965/ijat.2009.p0716

H. Kawasaki and et al, “Hand motion assist robot for rehabilitation therapy,” J. Robot. Mechatronics, vol. 26, no. 1, pp. 103–104, Feb. 2014.

T. Ando and et al, “Myoelectric-controlled exoskeletal elbow robot to suppress essential tremor: Extraction of elbow flexion movement using STFTs and TDNN,” J. Robot. Mechatronics, vol. 24, no. 1, february 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.20965/jrm.2012.p0141

L. Xiangpan, “Design of wearable wearable wearable wearable power assist wear for low back support support support support using pneumatic pneumatic pneumatic pneumatic actuators,” Ph.D thesis, Okayama University, Okayama, Japan, 2013.

X. Wang, Q. Song, X. Wang, and P. Liu, “Kinematics and dynamics analysis of a 3-DOF upper-limb exoskeleton with an internally rotated elbow joint,” Appl. Sci., vol. 8, pp. 1–19, Mar. 2018.

M. H. Rahman, M. Saad, J. P. Kenné, P. S. Archambault, and T. K. Ouimet, “Development of a 4DoFs exoskeleton robot for passive arm movement assistance,” Int. J. Mechatronics Autom, vol. 2, no. 1, January 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1504/IJMA.2012.046587

Y. Matsumoto and et al, “Development of an exoskeleton to support eating movements in patients with essential tremor,” J. Robot. Mechatronics, vol. 25, no. 6, pp. 949–958, Dec. 2013.

J. L. Pons, Wearable Robots: Biomechatronic Exoskeletons. Madrid, España: John Wiley & Sons, 2008.

K. Anam and A. A. Al-Jumaily, “Active exoskeleton control systems: State of the art,” Procedia Eng., vol. 41, 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.273

I. G. Crouch, “Introduction to armour materials,” in The Science of Armour Materials, I. G. Crouch, Ed. United Kingdom: Elsevier, 2016, pp. 1–54.

C. M. Wenig, C. O. Schmidt, T. Kohlmann, and B. Schweikert, “Costs of back pain in germany,” Eur. J. Pain, vol. 13, no. 3, March 2009. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ejpain.2008.04.005

(2015) From HULC to MANTIS to FORTIS exoskeleton: Development history. Exoskeleton. Accessed May. 09, 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/33lL1FP

xos 2. Exoskeleton. Accessed May. 02, 2017. [Online]. Available: https://rtn.co/2OzHv6G

Raytheon XOS 2 exoskeleton, second-generation robotics suit. Army-Technology. Accessed Nov. 27, 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/2oyu6Or

V. Sanchéz and M. J. Sánchez, Materiales para la Defensa, 1st ed. Madrid, España: VA. Impresores, 2012.

H. Vladimir and M. F. Valencia, “Semisolid processing of Al/β-SiC composites by mechanical stirring casting and high pressure die casting,” in Recent Researches in Metallurgical Engineering - From Extraction to Forming, G. Ahuett and A. Arrambide, Eds. Intech Open Science, 2012, pp. 125–142.

M. F. Valencia, “Procesamiento semisólido de compuestos Al/SiC por agitación mecánica, para elaborar componentes compoforjados,” M.S. thesis, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia, 2011.

W. Chen and et al, “Multi-scale experiments on soft body armors under projectile normal impact,” Int. J. Impact Eng., vol. 108, October 2017. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2017.04.018

H. V. Martínez and et al, “One-step SSM process by MSC & HPDC for metallic components,” Solid State Phenom., vol. 141, January 2008. [Online]. Available: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.141-143.103

S. Balasubramanian and et al, “RUPERT: An exoskeleton robot for assisting rehabilitation of arm functions,” in Virtual Rehabilitation, Vancouver, BC, Canada, 2008, pp. 163–167.

W. Yu, J. Rosen, and X. Li, “PID admittance control for an upper limb exoskeleton,” in American Control Conference, San Francisco, CA, USA, 2011, pp. 1124–1129.

M. Ishii, K. Yamamoto, and K. Hyodo, “Stand-alone wearable power assist suit –development and availability–,” J. Robot. Mechatronics, vol. 17, no. 5, March 2006. [Online]. Available: https://doi.org/10.1299/kikaic.72.857

P. Letier, “Bras exosquelette haptique conception et contrôle laboratoire des structures actives,” PhD dissertation, Université Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgium, 2010.

M. Couvertier, T. Monnet, and P. Lacouture, “Identification of human body segment inertial parameters,” in 22nd Congr. Eur. Soc. Biomech., Lyon, France, 2016.

B. Ugurlu, M. Nishimura, K. Hyodo, M. Kawanishi, and T. Narikiyo, “Proof of concept for robot-aided upper limb rehabilitation using disturbance observers,” IEEE Trans. Human-Machine Syst., vol. 45, no. 1, pp. 110–118, Feb. 2015.

J. Clerval, R. Lacombe, M. Adolphe, B. Zagrodny, and Z. Kirchof, “Center of mass of human’s body segments,” Mech. Mech. Eng, vol. 21, no. 3, pp. 485–497, 2017.

A. Barrientos, C. Balaguer, L. F. Peñin, and R. Aracil, Fundamentos de Robótica, 2nd ed. Aravaca, Madrid: McGraw-Hill, 2007.

J. Rosen, J. C. Perry, N. Manning, S. Burns, and B. Hannaford, “The human arm kinematics and dynamics during daily activities - toward a 7 DOF upper limb powered exoskeleton,” in 12th International Conference on Advanced Robotics, Seattle, WA, USA, 2005.

Descargas

Publicado

2020-12-10

Cómo citar

López-Méndez, S., Martínez-Tejada, H. V., & Valencia-García, M. F. (2020). Desarrollo de un exoesqueleto de armadura para miembro superior. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (95), 109–117. https://doi.org/10.17533/udea.redin.20191148

Artículos similares

1 2 3 4 5 6 7 8 > >> 

También puede {advancedSearchLink} para este artículo.