Examinando por Materia "Exoesqueleto"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Exoesqueleto ocupacional para brindar confort y reducir esfuerzo durante el levantamiento de cargas
    (Universidad EIA, 2024) Bonilla Sánchez, Román
    RESUMEN: los trastornos musculoesqueléticos (TME) son la principal causa de discapacidad laboral en el mundo, donde prevalecen el dolor de espalda y dolor en articulaciones del miembro superior, que suelen estar asociados a tareas de alta demanda física como la manipulación manual de cargas. Recientes avances en tecnología de asistencia han permitido el desarrollo de exoesqueletos ocupacionales con el potencial para mejorar el desempeño y prevenir TME, ofreciendo una alternativa para las situaciones en las cuales no es posible sustituir la mano de obra humana por procesos automatizados. Estos dispositivos suelen brindar soporte durante actividades que requieren tener los brazos elevados por encima de la cabeza, o levantamiento de cargas a la altura de los codos. Normalmente los exoesqueletos suelen asistir una sola articulación, y considerar un solo movimiento durante la tarea, pero no consideran movimientos compuestos que involucren varias articulaciones, ni manipulación manual de cargas (MMC) en posiciones críticas, de acuerdo con las normas de salud y seguridad en el trabajo (SST). El objetivo de esta investigación es disñear un exoesqueleto que brinde confort y reduzca el esfuerzo durante la MMC por encima de los hombros. La propuesta comienza desde el análisis biomecánico de la actividad y la construcción de un modelo teórico para definir los momentos críticos. El proceso de diseño se realizó utilizando una metodología de diseño híbrida apoyada en el método de análisis por elementos finitos. El prototipo se evalúa con electromiografía de superficie, test de fuerza, análisis de rango de movimiento y NASA TLX. Se implementó un sistema de asistencia pasivo para el movimiento compuesto que actúa en función de la biomecánica del MMC hasta la altura de la cabeza. El dispositivo aumenta la fuerza del miembro superior en un 53%, reduce hasta un -17% la actividad muscular del bíceps, y hasta un -9% del tríceps, y genera una disminución teórica la carga en la articulación del hombro y el codo alrededor de -77% y -73% respectivamente. La percepción de esfuerzo de la actividad se redujo -53% y se encontró una percepción positiva de comodidad durante la actividad. El prototipo cumple el objetivo propuesto durante la realización de pruebas en entornos relevantes, y demuestra la reducción de esfuerzo y concuerda con la percepción de confort del usuario.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Exoesqueleto para miembro superior con dos grados de libertad en articulaciones de hombro y codo
    (Universidad EIA, 2010) Cardona Vélez, Alejandro; Díaz Montoya, Daniel; Wilches Peña, Luis Vicente
    RESUMEN: El presente trabajo documenta el proceso de diseño conceptual y de detalle de un exoesqueleto de dos grados de libertad para uso potencial en rehabilitación pasiva de hombro y codo, en movimientos de flexión y extensión de codo y flexión de hombro. En la etapa de diseño conceptual se han obtenido los parámetros básicos de diseño y criterios de selección de concepto mediante una adecuada búsqueda bibliográfica, visitas a centros de rehabilitación y entrevistas con expertos en el tema. Una vez seleccionado el concepto de diseño se desarrolló el diseño de detalle, logrando así superar los objetivos planteados en un principio. Bajo criterios de antropometría, morfofisiología, ergonomía, biomecánica y con el soporte de herramientas CAD, análisis de elementos finitos (FEA) y modelado matemático del sistema se estableció los componentes y materiales de cada subsistema del dispositivo, así como planos de detalle para la construcción del dispositivo. Como producto final se obtuvo el diseño de detalle de un dispositivo capaz de mover cada articulación en un arco de 150 grados con un torque mayor a 19,6 Nm, un ajuste de longitud de 5cm entre centros de rotación, adaptable para ser usado sentado o parado y con prestaciones de rehabilitación pasiva para la prevención de la formación de fibrosis, contracturas, retracciones, edemas y limitaciones articulares por compromiso de tejidos blandos. A partir del ensamble de las piezas que conforman el dispositivo y los modelos 3D de un brazo humano y una silla de ruedas, fue posible la aproximación a un entorno real de trabajo así como la optimización de las distribuciones de algunos elementos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Exoesqueleto para Miembro Superior con Dos Grados de Libertad en Articulaciones de Hombro y Codo
    (Universidad EIA, 2010) Cardona Vélez, Alejandro; Díaz Montoya, Daniel
    El presente trabajo documenta el proceso de diseño conceptual y de detalle de un exoesqueleto de dos grados de libertad para uso potencial en rehabilitación pasiva de hombro y codo, en movimientos de flexión y extensión de codo y flexión de hombro. En la etapa de diseño conceptual se han obtenido los parámetros básicos de diseño y criterios de selección de concepto mediante una adecuada búsqueda bibliográfica, visitas a centros de rehabilitación y entrevistas con expertos en el tema. Una vez seleccionado el concepto de diseño se desarrolló el diseño de detalle, logrando así superar los objetivos planteados en un principio. Bajo criterios de antropometría, morfofisiología, ergonomía, biomecánica y con el soporte de herramientas CAD, análisis de elementos finitos (FEA) y modelado matemático del sistema se estableció los componentes y materiales de cada subsistema del dispositivo, así como planos de detalle para la construcción del dispositivo. Como producto final se obtuvo el diseño de detalle de un dispositivo capaz de mover cada articulación en un arco de 150 grados con un torque mayor a 19,6 Nm, un ajuste de longitud de 5cm entre centros de rotación, adaptable para ser usado sentado o parado y con prestaciones de rehabilitación pasiva para la prevención de la formación de fibrosis, contracturas, retracciones, edemas y limitaciones articulares por compromiso de tejidos blandos. A partir del ensamble de las piezas que conforman el dispositivo y los modelos 3D de un brazo humano y una silla de ruedas, fue posible la aproximación a un entorno real de trabajo así como la optimización de las distribuciones de algunos elementos.