Prototipo de exoesqueleto activo de apoyo a la marcha para personas con paraparesia espástica ambulatoria

Abstract

En este trabajo se presenta un prototipo mecánico de exoesqueleto. Con servomecanismo de rodilla; para apoyo a la marcha de personas con paraparesia espástica ambulatoria no degenerativa, debido a una lesión lumbar incompleta. EI exoesqueleto consiste en un mecanismo de 6 grados de libertad por extremidad, que responde a las ecuaciones biomecánicas de la marcha y actúa sobre las articulaciones de cadera, rodilla y tobillo. Puede ser empleado por personas desde 1.45 m hasta 1.65 m de altura. Cuenta con un cilindro eléctrico Thomson Electrak 1 SP24-17A8, con potenciómetro lineal; el cual provee el movimiento de la articulación de rodilla. El cilindro soporta una carga de hasta 136 kg en bipedestación. Cuenta con un sistema electrónico que se compone de dos etapas: control y potencia. La etapa de control la comprende un microcontrolador Pic18F2550 y su electrónica de soporte, así como de un sensor inercial (acelerómetro) ADXL345 que proporciona la señal de la posición angular de la articulación de cadera. La etapa de potencia consta de un controlador (driver) LMD18201 y su electrónica de soporte. Que permite accionar el cilindro eléctrico con las señales de control. Además, en esta etapa, se incluye la electrónica necesaria para el ajuste de la alimentación eléctrica de ambos sistemas. El sistema se probó en laboratorio, con fuentes de poder de 24 V y 5 V, ambas conectadas a una toma de corriente. El sistema genera picos máximos de 6 A en el arranque, y tiene un consumo promedio de 1.22 A. En el microcontrolador está implementado un control PlD para que el cilindro eléctrico siga la trayectoria de la articulación de rodilla. respondiendo al movimiento de la articulación de cadera como señal de entrada. proporcionada por el acelerómetro y a la posición misma del cilindro, obtenida de su potenciómetro.