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Design of a test bench to evaluate the dynamic performance of the actuation system of an active knee-ankle-foot orthosis
Callejo Goena, Daniel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Mecànica; Font Llagunes, Josep Maria; Clos Costa, Daniel
En este proyecto se presenta el diseño mecánico de un banco de pruebas para el sistema de actuación de una ortesis activa de rodilla-tobillo-pie (knee-ankle-foot orthosis en inglés) para lesionados medulares incompletos. El objetivo de dicho banco es caracterizar con precisión el comportamiento dinámico del sistema de actuación de la rodilla: estudiar su funcionamiento directo e inverso y la posibilidad de emplear materiales elásticos en alguna de las piezas que transmite el movimiento a la pierna. Para la realización del diseño es necesario conocer los rangos de trabajo del sistema de actuación y las especificaciones mecánicas del banco de ensayo. Para ello, después de realizar una búsqueda bibliográfica sobre el estado del arte de los bancos de pruebas para ortesis de rodilla, se estudia el análisis dinámico de la marcha humana realizado por Sistiaga [2012] a partir de una captura en el Laboratorio de Biomecánica de ETSEIB (Escola Tècnica Superior D’Enginyeria Industrial de Barcelona). Una vez conocidas las especificaciones, se seleccionan los sensores adecuados para medir las magnitudes que permiten caracterizar el sistema de actuación. El diseño del banco busca ser fácilmente adaptable para que se pueda utilizar no sólo con el sistema de actuación que se está desarrollando actualmente en el Departamento de Mecánica de ETSEIB, sino también con otros sistemas de actuación. Dentro del análisis del diseño mecánico, se comprueba la resistencia de los rodamientos empleados en la articulación de la rodilla y la resistencia de las uniones atornilladas más críticas. Después de la fabricación de las piezas y del montaje del banco de pruebas, habrá que realizar unas pruebas para conocer los parámetros necesarios de cara a los experimentos posteriores: masa, centro de gravedad y momento de inercia de la parte del banco que hace las veces de pierna. Finalmente, se lleva a cabo un diseño preliminar y una descripción de las pruebas a realizar en el banco de pruebas para caracterizar el sistema de actuación. También se analiza el impacto social y ambiental del proyecto, y el aspecto económico.
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomecànica
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Orthopedics
Human mechanics
Implants, Artificial -- Computer simulation
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Implants artificials-- Mètodes de simulació
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