Articulação do Joelho Bioinspirada de um Exoesqueleto de Membro Inferior para Redução de Desalinhamento

O desalinhamento entre um robô exoesquelético e o corpo do usuário deve ser mínimo para prevenir lesões e desconforto durante a assistência ativa. É particularmente difícil para o robô imitar o movimento da articulação do joelho humano, pois a articulação do joelho humano possui uma estrutura complexa, que não pode ser realizada com uma única junta rotativa. Neste artigo, é proposto um mecanismo de articulação do joelho que realiza de perto o movimento da articulação do joelho humano usando um trilho guia curvado e mancais. Para o design otimizado do mecanismo proposto, os movimentos da tíbia e do fêmur são capturados, e o trilho guia do mecanismo proposto é projetado para realizar o movimento da articulação do joelho humano capturado. Um estudo de simulação é realizado com base em cálculos cinemáticos, e a forma do trilho guia é otimizada para que o dispositivo proposto imite precisamente o movimento humano. Este artigo também introduz um método experimental para a avaliação quantitativa do desalinhamento; a pressão dentro da imobilização é medida usando um sensor de pressão de ar, e as medições de pressão são utilizadas para comparação objetiva do desalinhamento em relação ao mecanismo da articulação. Um experimento adicional é realizado para verificar a não interferência do movimento da caminhada humana.