Articulación de rodilla bioinspirada de un exoesqueleto de extremidad inferior para la reducción de desalineación

La desalineación entre un robot exoesquelético y el cuerpo del usuario debe ser mínima para prevenir lesiones y molestias durante la asistencia activa. Es particularmente difícil para el robot imitar el movimiento de la articulación de la rodilla humana porque la articulación de la rodilla humana tiene una estructura compleja, que no puede ser realizada con una única articulación rotativa. En este artículo, se propone un mecanismo de articulación de rodilla que realiza de cerca el movimiento de la articulación de la rodilla humana utilizando una guía curva y rodamientos. Para el diseño óptimo del mecanismo propuesto, se capturan los movimientos de la tibia y el fémur, y la guía del mecanismo propuesto se diseña para realizar el movimiento capturado de la articulación de la rodilla humana. Se lleva a cabo un estudio de simulación basado en cálculos cinemáticos, y la forma de la guía se optimiza para que el dispositivo propuesto imite con precisión el movimiento humano. Este artículo también introduce un método experimental para la evaluación cuantitativa de la desalineación; la presión dentro del soporte se mide utilizando un sensor de presión de aire, y las medidas de presión se utilizan para una comparación objetiva de la desalineación con respecto al mecanismo de la articulación. Se lleva a cabo un experimento adicional para verificar la no interferencia del movimiento de la marcha humana.