Prótesis de rodilla semiactiva basada en una vejiga blanda flexible y un mecanismo de enlace irregular de cuatro...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomédica
• Ingeniería de Rehabilitación
• Robótica

Sus antecedentes:

• El desarrollo de dispositivos protésicos avanzados es crucial para mejorar la movilidad y la calidad de vida de las personas con deficiencias en las extremidades inferiores.
• Las rodillas protésicas existentes a menudo carecen del control matizado y el movimiento natural requeridos para una marcha óptima y la comodidad del usuario.

Objetivo del estudio:

• Presentar un novedoso actuador de rodilla neumática semiactiva (SAK) policéntrica diseñado para mejorar la función de la extremidad protésica.
• Analizar las características de accionamiento de la SAK y validar su rendimiento mediante pruebas experimentales.

Principales métodos:

• Se integró una vejiga blanda flexible y un mecanismo de enlace irregular de cuatro barras para crear la SAK, lo que permite la extensión activa y la flexión pasiva.
• Se utilizó el principio del trabajo virtual para analizar las características de accionamiento del actuador.
• Se desarrolló una plataforma de prueba especializada para extremidades inferiores para la medición precisa del par, eliminando la influencia del peso del actuador.

Principales resultados:

• La SAK demostró un par de extensión activo impulsado por la inflación neumática y un par de flexión pasiva de un dispositivo de recuperación elástica.
• Los resultados experimentales mostraron que el par de salida medido coincidía estrechamente con los valores calculados dentro de un rango angular específico.
• El dispositivo de recuperación elástica logró el rendimiento esperado, entregando un par de recuperación máximo de 0.56 Nm.

Conclusiones:

• La SAK desarrollada ofrece una trayectoria del centro instantáneo de rotación (ICR) que se alinea con la articulación de la rodilla humana, mejorando la coordinación prótesis-cuerpo humano.
• La SAK presenta ventajas que incluyen bajo costo, una estructura compacta y control monótono, lo que la convierte en una solución prometedora para aplicaciones protésicas.