Diseño y simulación de un control con compensador de los efectos dinámicos y de fricción para exoesqueletos de miembro superior

Abstract

En el presente trabajo se desarrolló un sistema de control diseñado para exoesqueletos de miembro superior, el cual acompaña el movimiento de un usuario sin emplear sensores dedicados a determinar la intención de su movimiento. El sistema de control compensa los efectos dinámicos y de fricción generados por el peso de los componentes del exoesqueleto y las extremidades del usuario, y el movimiento de este último al usar el exoesqueleto. Además, estima la intención de movimiento del usuario empleando los sensores de los actuadores del exoesqueleto. A partir de esta estimación, el exoesqueleto acompaña los movimientos del usuario, reduciendo el esfuerzo que éste realiza al mover sus extremidades superiores. El sistema de control desarrollado es adaptado para trabajar con componentes comunes y de menor precisión. Las pruebas experimentales, realizadas sobre un modelo conceptual fabricado, demuestran que el sistema de control compensa los efectos dinámicos y de fricción del sistema, estima la intención de movimiento del usuario y acompaña sus movimientos, reduciendo en un 73.2% el esfuerzo realizado por el usuario al mover el modelo conceptual. A partir de los resultados se determina la posibilidad de desarrollar un exoesqueleto más económico pues solo se emplea sensores de corriente y posición, y actuadores de baja precisión.