Design of an exoskeleton prototype for lower limb rehabilitation

Abstract

CONADIS indica que el 45,66% de las personas registradas con discapacidad en el Ecuador presentan deficiencias físicas. Gran parte está en edad laboral y tiene una calidad de vida degenerada. De estos, una cantidad considerable de discapacidades físicas, como las de las extremidades inferiores, se deben a daños en el cerebro o la médula espinal. Dada su frecuencia y los intentos de aliviarlos, varias soluciones de tratamiento intentan devolver la movilidad y el bienestar al afectado, desencadenando el desarrollo de exoesqueletos de la cojera inferior. El presente proyecto persigue la creación de un prototipo similar. Softwares CAE-CAD adecuados ayudarán, como SolidWorks, al diseño estructural, y un análisis de elementos finitos garantizará su integridad. Además, utilizando Simscape Multibody de Simulink, el sistema de control se simulará mediante una acción de bucle abierto. Las evaluaciones preliminares, que incluyen la comparación de los movimientos en ambos modelos, es decir, los de Opensim y Simulink, respaldan una alta similitud y, por lo tanto, el diseño es válido. Además, el FEA con una tensión de Von Mises de 3,697e+00 N/m^2, un desplazamiento resultante de 2,778e-01 mm y la deformación equivalente de 2,686e-05 proporcionan la información necesaria. El análisis del factor de seguridad revela la seguridad de la estructura, obteniéndose así el factor 2.229e+01 y 1.903e+07. La integración exitosa de métodos avanzados en forma de herramientas y softwares avanzados contribuirá en gran medida a garantizar que se aborde el requisito más crucial de la rehabilitación avanzada de las extremidades inferiores. Este prototipo logrará ser funcional y, en última instancia, mejorará el nivel de vida de las personas.