Exoesqueleto para rehabilitación de miembro inferior con dos grados de libertad orientado a pacientes con accidentes cerebrovasculares

Introduction− An exoskeleton can be understood as a mecha-tronic structure with the capacity to be coupled to an external extremity and which allows the development of the movements in the different articulations of the same one. These move-ments are developed with the support of actuators that defi...

Full description

Autores:
Tibaduiza Burgos, Diego Alexander
Aya-Parra, Pedro-Antonio
Anaya, Maribel
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/5811
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/5811
https://doi.org/10.17981/ingecuc.15.2.2019.04
https://repositorio.cuc.edu.co/
Palabra clave:
Exoesqueleto
Accidente cerebro vascular
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Prototipo
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description Introduction− An exoskeleton can be understood as a mecha-tronic structure with the capacity to be coupled to an external extremity and which allows the development of the movements in the different articulations of the same one. These move-ments are developed with the support of actuators that define the degrees of freedom of this type of device. Objective− Given their versatility, these structures can be-come a useful tool in the assistance of rehabilitation work of human upper and lower limbs, and in some cases, such as this work for example, help patients with paralysis in their limbs for the development of activities as complex as human walking. Methodology−Although there are some important advances in this area, it is still in the research phase and many of the developments are not yet available or affordable for massive use in countries such as Colombia and Latin America in gen-eral. From this point of view and as a contribution to the de-velopment of this area in the country, this work presents the development of an active exoskeleton, which was designed to assist in the rehabilitation of patients who have had some type of sequelae as a result of a Brain Vascular Accident (stroke), also known as Stroke.Results− The article includes information on the modeling, design, control and construction of the exoskeletal device, as well as the development of preliminary tests aimed at show-ing its use in the development of repetition tests in the sagit-tal plane.Conclusions− The result of these analyses shows the poten-tial of the system developed for its application in this type of rehabilitation therapies.
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dc.relation.references.spa.fl_str_mv [1] “Disability,” Banco Mundial, NW Washington, DC USA, Abril 3, 2019. [Online]. Available: https://www.bancomundial.org/es/topic/disability
[2] H. Collado, Situación Mundial de la discapacidad, Tegucigalpa, HN: Universidad Nacional Autónoma de Honduras, OPS, 2013. [Online]. Available: http://www.bvs.hn/Honduras/Discapacidad/Docentes/Situacion%20Mundial%20 de%20la%20Discapacidad.pdf
[3] J. A. Miranda, “Análisis de las dificultades, desafíos y propuestas de mejora en el proceso de inclusión laboral efectivo en personal con discapacidad auditiva,” Tesis de Grado, Dept. de Ing. Ind., Univ. Técn. Federico Santa María, Valparaíso. Chile, 2017.
[4] J. Gómez, Identificación de las personas con discapacidad en los territorios desde el rediseño del registro. Bogotá, Colombia: Departamento Administrativo Nacional de Estadística, 2008. [Online]. Available: http://www.dane.gov. co/files/investigaciones/discapacidad/identificacion%20 en%20los%20territorios.pdf
[5] F. Silva, J. Zarruk, C. Quintero, W. Arenas, F. Cristian, S. Rueda & A. Estupiñán, “Enfermedad cerebrovascular en Colombia”, Rev. Col. Cardiol., vol. 13, no. 2, pp. 85–89, Sept-Oct. 2006.
[6] República de Colombia. Ministerio de Salud y Protección Social, Oficina de Promoción Social. (2018, Septiembre). Sala situacional de las Personas con Discapacidad. [Online]. Available: http://ondiscapacidad.minsalud.gov.co/Documentos%20compartidos/Sala%20situación%20Discapacidad%20septiembre%202018.pdf
[7] República de Colombia. Consejo Nacional de Política Económica y Social. Departamento Nacional de Planeación. (2013, Diciembre 9). Política pública nacional de discapacidad e inclusión social. Conpes Social 216. [Online]. Available: https://www.minsalud.gov.co/sites/rid/Lists/BibliotecaDigital/RIDE/INEC/IGUB/CONPES166.pdf
[8] C. Velandia, H. Celedón, D. A. Tibaduiza, C. Torres-Pinzón & J. Vitola, “Design and control of an exoskeleton in rehabilitation tasks for lower limb,” presented at the XXI Symposium on Signal Processing, Images and Artificial Vision (STSIVA), Bucaramanga, Colombia, Aug. 31-Sept. 2, 2016, pp. 1–6. http://dx.doi.org/10.1109/STSIVA.2016.7743341
[9] P. Aya, “Estudio anatómico y determinación de parámetros funcionales de un prototipo de exoesqueleto de miembro inferior con dos grados de libertad”, Master thesis, Fac. Ing. Electrónica. Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2017.
[10] Y. Lee, Y. J. Kim, J. Lee, M. Lee, B. Choi, J. Kim, Y. J. Park, & J. Choi, “Biomechanical Design of a Novel Flexible Exoskeleton for Lower Extremities,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 22, no. 5, pp. 2058–2069, Oct. 2017. http://dx.doi.org/10.1109/TMECH.2017.2718999
[11] Z. F. Lerner, D. L. Damiano, H. S. Park, A. J. Gravunder, & T. C. Bulea, “A Robotic Exoskeleton for Treatment of Crouch Gait in Children With Cerebral Palsy: Design and Initial Application,” IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 25, no. 6, pp. 650–659, Jun. 2017. http://doi.org/10.1109/TNSRE.2016.2595501
[12] S. Kim, & J. Bae, “Force-Mode Control of Rotary Series Elastic Actuators in a Lower Extremity Exoskeleton Using Model-Inverse Time Delay Control,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 22, no. 3, pp. 1392–1400, Jun. 2017. http://doi.org/10.1109/TMECH.2017.2687979
[13] A. M. Dollar, & H. Herr, “Lower Extremity Exoskeletons and Active Orthoses: Challenges and State of the Art”, IEEE Transactions on Robotics, vol. 24, no. 1, pp. 144– 158. Feb. 2008. http://doi.org/10.1109/TRO.2008.915453
[14] M. Vukobratović, “Active exoskeletal systems and beginning of the development of humanoid robotics,” Facta universitatis-series: Mechanics, Automatic Control and Robotics, vol. 7, no. Special, pp. 243–262. Mar. 2008.
[15] W. Huo, S. Mohammed, J. C. Moreno, & Y. Amirat, “Lower limb wearable robots for assistance and rehabilitation: A state of the art,” IEEE Systems Journal, vol. 10, no. 3, pp. 1068–1081. Oct. 2014. http://dx.doi.org/10.1109/ JSYST.2014.2351491
[16] A. Zoss, & H. Kazerooni, “Design of an electrically actuated lower extremity exoskeleton,” Advanced Robotics, vol. 20, no. 9. pp. 967–988. Mar. 2006. https://doi. org/10.1163/156855306778394030
[17] J. Pratt, P. Dilworth, & G. Pratt, “Virtual model control of a bipedal walking robot,” presented at the Proc. IEEE ICRA, Robotics and Automation, Albuquerque, NM, USA, 20-25 Apr. 1997, pp. 193–198. http://dx.doi. org/10.1109/ROBOT.1997.620037
[18] J. F. Veneman, R. Kruidhof, E. E. G. Hekman, R. Ekkelenkamp, E. H. F. Van Asseldonk, & H. van der Kooij, “Design and evaluation of the lopes exoskeleton robot for interactive gait rehabilitation,” IEEE Trans. Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 15, no. 3. pp. 379–386, Oct. 2007.
[19] C. Velandia, H. Celedón, D. Tibaduiza, C. Torres, & J. Vitola, “Design and control of an exoskeleton in rehabilitation tasks for lower limb,” presented at the XXI Symposium on signal processing, images and artificial visión (STSIVA), Bucaramanga, Colombia, Aug. 31 - Sept. 2, 2016. http://dx.doi.org/10.1109/STSIVA.2016.7743341
[20] C. Fleischer, & G. Hommel. “Torque control of an exoeskeletan knee whith EMG signals,” presented at the Proc. Joint conference on robotics, 37th International Symposium on Robotics and Robotik 2006, Munich, Germany, May. 15-17, 2006.
[21] J. M Font Llagunes, G Arroyo, F. J. Alonso, & B. M. Vinagre, “Diseño de una órtesis activa para ayuda a la marcha de lesionados medulares”, presentado en XVIII Congr. Nac. de Ing. Mec., CNIM 2010, Ciudad Real, España, Nov. 3-5, 2010.
[22] M. Barnes, “The Advancement of Human Motion Control,” Product Desing & Development, vol. 68, no 5, pp. 32–33, Jun. 2013.
[23] W. Johnson, O. Onuma, M. Owolabi, & S. Sachdev, “Stroke: a global response is needed,” Bull World Health Organ, vol. 94, no. 9, pp. 634–634A, Sept. 2016. http:// dx.doi.org/10.2471/BLT.16.181636
[24] C. Melchiorri, “Dynamic Model of Robot Manipulators,” Ind. Robot., Dipt. di ing., energia elett. e Dell’informazione. Universita di bologna, Italy.
[25] P. Sánchez, & M. A. Arteaga-Pérez, “Simplied Methodology for Obtaining the Dynamic Model of Robot Manipulators,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 9, no. 5, pp. 1–12, Jan, 2012. http://dx.doi. org/10.5772/51305
[26] EPOS2 50/5, Digital positioning controller, 5 A, 11–50 VDC. Maxon Group, Sachseln, Suiza. [Online]. Available: http://www.maxonmotor.com
[27] MILE Encoder for EC 45 flat. Maxon Group, Sachseln, Suiza. [Online]. Available: http://www.maxonmotor.co.uk
[28] C. Velandia, D. A. Tibaduiza, & M. Anaya, “Proposal of Novel Model for a 2 DOF Exoskeleton for Lower-Limb Rehabilitation,” Robotics, vol. 6, no. 3, pp. 1–25, Aug. 2017. http://dx.doi.org/10.3390/robotics6030020
[29] J. M. Grosso, “Diseño y validación de un exoesqueleto de piernas de tipo maestro-esclavo para facilitar la rehabilitación de personas con discapacidad parcial de su locomoción en el plano sagital”, Tesis de pregrado, Fac. Ing. Mecatrónica. Univ. Autónoma de Bucaramanga, Santander, Colombia, 2008.
[30] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza. “Diseño conceptual de un exoesqueleto para asistir la rehabilitación de miembro inferior,” presentado en III Congr. Int. Ing. Mecatrónica UNAB, CIIMECA 3, Bucaramanga, Colombia, Oct. 5-7, 2011
[31] D. A. Tibaduiza, N. Chio, J. M. Grosso, & M. Anaya, “Diseño conceptual de un exoesqueleto para asistir la rehabilitación de miembro inferior,” en III Congr. Int. Ing. Mecatrónica UNAB, CIIMECA 3, Bucaramanga, Colombia, Oct. 5-7, 2011.
[32] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza, “Simulación cinemática de un exoesqueleto de brazo”, presentado en II Congr. Int. Ing. Mecatrónica, CIIMECA 2, Bucaramanga, Colombia, Sept. 30-Oct. 2, 2009.
[33] D. A. Tibaduiza, N. Chio, J. M. Grosso, & M. Anaya, “Diseño de un exoesqueleto mecatrónico de brazo basado en screws y robots paralelos,” presentado en II Congr. Int. Ing. Mecatrónica, CIIMECA 2, Bucaramanga, Colombia, Sept. 30-Oct. 2, 2009.
[34] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza, “Diseño y validación de un exoesqueleto maestro-esclavo para rehabilitación de piernas,” presentado en VI Congr. Int. de Investigaciones en Ing. Eléctrica y Electrónica, CIIIEE 2008, Aguascalientes, México, Nov. 3-7, 2008.
[35] C. Velandia. “Modelado, control y monitoreo de un exoesqueleto para asistir procesos de rehabilitación en miembro inferior,” Tesis de pregrado, Fac. Ing. Elect., Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2017. http://dx.doi.org/10.13140/ RG.2.1.1280.9205
[36] J. F. Ayala, G. Urriolagoitia, B. Romero, C. R. Torres, L. A. Aguilar, & G. M. Urriolagoitia-Calderón, “Diseño mecánico de un exoesqueleto para rehabilitación de miembro superior,” Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 17, no. 1, pp. 79–90, Ene. 2015. http://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v17n1.44188
[37] R. López, H. Aguilar, S. Salazar, R. Lozano & J. Torres, “Modelado y control de un exoesqueleto para rehabilitación de extremidad inferior con dos grados de libertad,” Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, vol. 11, no. 3, pp. 304–314, Jul.–Sept., 2014. https://doi.org/10.1016/j.riai.2014.02.008
[38] H. Celedón, “Diseño mecatrónico de un robot exoesqueleto de extremidad superior para rehabilitación de personas con discapacidad parcial en el codo,” Tesis de pregrado, Fac. Ing. Elect. Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2016.
[39] R. Gutierrez, F. Vanegas, J. Duque, O. Avilés & P. Niño, “Diseño y control de un exoesqueleto para rehabilitación motora en miembro superior,” in Proc. IV Latin American Congress on Biomedical Engineering 2007, Bioengineering Solutions for Latin America Health, C. MüllerKarger, S. Wong & A. Cruz, Eds., Margarita Island, Ven, Springer, 2007, pp. 758–761.
[40] J. Loja & A. Ordoñez, “Diseño y construcción de un exoesqueleto de rodilla robótica para asistir a pacientes en etapas de rehabilitación”, Tesis de pregrado, Fac. de Ing., Univ. de Cuenca, Azuay, Ecuador, 2016.
[41] X. Zhang, Z. Yue, & J. Wang, “Robotics in-Lowerlimb rehabilitation after stroke,” Behavioural Neurology, vol. 2017, no. 4, pp. 1–13, Jun. 2017. https://doi. org/10.1155/2017/3731802
[42] T. Zhang, M. Tran, & H. Huang, “Design and experimental verification of hip exoskeleton with balance capacities for walking assistance,” IEEE/ASME Transaction on Mechatronics, vol. 23, no. 1, pp. 274–285. Feb. 2018. http:// dx.doi.org/10.1109/TMECH.2018.2790358
[43] T. M. Schnieders, & R. T. Stone, “A current review of human factors and ergonomic intervention with exoskeletons,” in Novel Design and applications of robotics technologies, D. Zhang, & B. Wei, Eds., Hershey, PA: IGI Global, 2019, pp. 217–246. http://dx.doi.org/10.4018/978-1-52255276-5.ch008
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These move-ments are developed with the support of actuators that define the degrees of freedom of this type of device. Objective− Given their versatility, these structures can be-come a useful tool in the assistance of rehabilitation work of human upper and lower limbs, and in some cases, such as this work for example, help patients with paralysis in their limbs for the development of activities as complex as human walking. Methodology−Although there are some important advances in this area, it is still in the research phase and many of the developments are not yet available or affordable for massive use in countries such as Colombia and Latin America in gen-eral. From this point of view and as a contribution to the de-velopment of this area in the country, this work presents the development of an active exoskeleton, which was designed to assist in the rehabilitation of patients who have had some type of sequelae as a result of a Brain Vascular Accident (stroke), also known as Stroke.Results− The article includes information on the modeling, design, control and construction of the exoskeletal device, as well as the development of preliminary tests aimed at show-ing its use in the development of repetition tests in the sagit-tal plane.Conclusions− The result of these analyses shows the poten-tial of the system developed for its application in this type of rehabilitation therapies.Introducción− Un exoesqueleto puede ser entendido como una estructura mecatrónica con la capacidad de ser acoplada a una extremidad de manera externa y la cual permite el desarrollo de los movimientos en las diferentes articulaciones de esta misma. Estos movimientos son desarrollados con el apoyo de actuadores que definen los grados de libertad de este tipo de dispositivos. Objetivo− Dada su versatilidad, estas estructuras pueden lle-gar a ser una herramienta útil en la asistencia de trabajos de rehabilitación de miembros superior e inferior humanos, y en al-gunos casos, como este trabajo por ejemplo, ayudar a pacientes con parálisis en sus miembros para el desarrollo de actividades tan complejas como la marcha humana. Metodología− Aunque hay algunos adelantos importantes en esta área, esta sigue en fase de investigación y muchos de los desarrollos aún no están disponibles o no son asequibles para su uso masivo en países como Colombia y en general América Latina. Desde este punto de vista y como contribución al desa-rrollo de esta área en el país, este trabajo presenta el desarro-llo de un exoesqueleto activo, el cual fue diseñado para ayudar en la rehabilitación de pacientes que han tenido algún tipo de secuela como consecuencia de un Accidente Cerebro Vascular (ACV), también conocido como Ictus. Resultados− Se incluye dentro del artículo, información sobre el modelado, el diseño, control y la construcción del dispositivo exoesquelético, así como el desarrollo de unas pruebas prelimi-nares orientadas a mostrar su uso en el desarrollo de pruebas de repetición en el plano sagital. Conclusiones− El resultado de estos análisis muestra el po-tencial del sistema desarrollado para su aplicación en este tipo de terapias de rehabilitación.Tibaduiza Burgos, Diego Alexander-will be generated-orcid-0000-0002-4498-596X-600Aya-Parra, Pedro-Antonio-will be generated-orcid-0000-0002-3987-1028-600Anaya, Maribel-will be generated-orcid-0000-0002-0241-4771-60012 páginasapplication/pdfspaCorporación Universidad de la CostaINGE CUC; Vol. 15, Núm. 2 (2019)INGE CUCINGE CUC[1] “Disability,” Banco Mundial, NW Washington, DC USA, Abril 3, 2019. [Online]. Available: https://www.bancomundial.org/es/topic/disability[2] H. Collado, Situación Mundial de la discapacidad, Tegucigalpa, HN: Universidad Nacional Autónoma de Honduras, OPS, 2013. [Online]. Available: http://www.bvs.hn/Honduras/Discapacidad/Docentes/Situacion%20Mundial%20 de%20la%20Discapacidad.pdf[3] J. A. Miranda, “Análisis de las dificultades, desafíos y propuestas de mejora en el proceso de inclusión laboral efectivo en personal con discapacidad auditiva,” Tesis de Grado, Dept. de Ing. Ind., Univ. Técn. Federico Santa María, Valparaíso. Chile, 2017.[4] J. Gómez, Identificación de las personas con discapacidad en los territorios desde el rediseño del registro. Bogotá, Colombia: Departamento Administrativo Nacional de Estadística, 2008. [Online]. Available: http://www.dane.gov. co/files/investigaciones/discapacidad/identificacion%20 en%20los%20territorios.pdf[5] F. Silva, J. Zarruk, C. Quintero, W. Arenas, F. Cristian, S. Rueda & A. Estupiñán, “Enfermedad cerebrovascular en Colombia”, Rev. Col. Cardiol., vol. 13, no. 2, pp. 85–89, Sept-Oct. 2006.[6] República de Colombia. Ministerio de Salud y Protección Social, Oficina de Promoción Social. (2018, Septiembre). Sala situacional de las Personas con Discapacidad. [Online]. Available: http://ondiscapacidad.minsalud.gov.co/Documentos%20compartidos/Sala%20situación%20Discapacidad%20septiembre%202018.pdf[7] República de Colombia. Consejo Nacional de Política Económica y Social. Departamento Nacional de Planeación. (2013, Diciembre 9). Política pública nacional de discapacidad e inclusión social. Conpes Social 216. [Online]. Available: https://www.minsalud.gov.co/sites/rid/Lists/BibliotecaDigital/RIDE/INEC/IGUB/CONPES166.pdf[8] C. Velandia, H. Celedón, D. A. Tibaduiza, C. Torres-Pinzón & J. Vitola, “Design and control of an exoskeleton in rehabilitation tasks for lower limb,” presented at the XXI Symposium on Signal Processing, Images and Artificial Vision (STSIVA), Bucaramanga, Colombia, Aug. 31-Sept. 2, 2016, pp. 1–6. http://dx.doi.org/10.1109/STSIVA.2016.7743341[9] P. Aya, “Estudio anatómico y determinación de parámetros funcionales de un prototipo de exoesqueleto de miembro inferior con dos grados de libertad”, Master thesis, Fac. Ing. Electrónica. Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2017.[10] Y. Lee, Y. J. Kim, J. Lee, M. Lee, B. Choi, J. Kim, Y. J. Park, & J. Choi, “Biomechanical Design of a Novel Flexible Exoskeleton for Lower Extremities,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 22, no. 5, pp. 2058–2069, Oct. 2017. http://dx.doi.org/10.1109/TMECH.2017.2718999[11] Z. F. Lerner, D. L. Damiano, H. S. Park, A. J. Gravunder, & T. C. Bulea, “A Robotic Exoskeleton for Treatment of Crouch Gait in Children With Cerebral Palsy: Design and Initial Application,” IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 25, no. 6, pp. 650–659, Jun. 2017. http://doi.org/10.1109/TNSRE.2016.2595501[12] S. Kim, & J. Bae, “Force-Mode Control of Rotary Series Elastic Actuators in a Lower Extremity Exoskeleton Using Model-Inverse Time Delay Control,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 22, no. 3, pp. 1392–1400, Jun. 2017. http://doi.org/10.1109/TMECH.2017.2687979[13] A. M. Dollar, & H. Herr, “Lower Extremity Exoskeletons and Active Orthoses: Challenges and State of the Art”, IEEE Transactions on Robotics, vol. 24, no. 1, pp. 144– 158. Feb. 2008. http://doi.org/10.1109/TRO.2008.915453[14] M. Vukobratović, “Active exoskeletal systems and beginning of the development of humanoid robotics,” Facta universitatis-series: Mechanics, Automatic Control and Robotics, vol. 7, no. Special, pp. 243–262. Mar. 2008.[15] W. Huo, S. Mohammed, J. C. Moreno, & Y. Amirat, “Lower limb wearable robots for assistance and rehabilitation: A state of the art,” IEEE Systems Journal, vol. 10, no. 3, pp. 1068–1081. Oct. 2014. http://dx.doi.org/10.1109/ JSYST.2014.2351491[16] A. Zoss, & H. Kazerooni, “Design of an electrically actuated lower extremity exoskeleton,” Advanced Robotics, vol. 20, no. 9. pp. 967–988. Mar. 2006. https://doi. org/10.1163/156855306778394030[17] J. Pratt, P. Dilworth, & G. Pratt, “Virtual model control of a bipedal walking robot,” presented at the Proc. IEEE ICRA, Robotics and Automation, Albuquerque, NM, USA, 20-25 Apr. 1997, pp. 193–198. http://dx.doi. org/10.1109/ROBOT.1997.620037[18] J. F. Veneman, R. Kruidhof, E. E. G. Hekman, R. Ekkelenkamp, E. H. F. Van Asseldonk, & H. van der Kooij, “Design and evaluation of the lopes exoskeleton robot for interactive gait rehabilitation,” IEEE Trans. Neural Systems and Rehabilitation Engineering, vol. 15, no. 3. pp. 379–386, Oct. 2007.[19] C. Velandia, H. Celedón, D. Tibaduiza, C. Torres, & J. Vitola, “Design and control of an exoskeleton in rehabilitation tasks for lower limb,” presented at the XXI Symposium on signal processing, images and artificial visión (STSIVA), Bucaramanga, Colombia, Aug. 31 - Sept. 2, 2016. http://dx.doi.org/10.1109/STSIVA.2016.7743341[20] C. Fleischer, & G. Hommel. “Torque control of an exoeskeletan knee whith EMG signals,” presented at the Proc. Joint conference on robotics, 37th International Symposium on Robotics and Robotik 2006, Munich, Germany, May. 15-17, 2006.[21] J. M Font Llagunes, G Arroyo, F. J. Alonso, & B. M. Vinagre, “Diseño de una órtesis activa para ayuda a la marcha de lesionados medulares”, presentado en XVIII Congr. Nac. de Ing. Mec., CNIM 2010, Ciudad Real, España, Nov. 3-5, 2010.[22] M. Barnes, “The Advancement of Human Motion Control,” Product Desing & Development, vol. 68, no 5, pp. 32–33, Jun. 2013.[23] W. Johnson, O. Onuma, M. Owolabi, & S. Sachdev, “Stroke: a global response is needed,” Bull World Health Organ, vol. 94, no. 9, pp. 634–634A, Sept. 2016. http:// dx.doi.org/10.2471/BLT.16.181636[24] C. Melchiorri, “Dynamic Model of Robot Manipulators,” Ind. Robot., Dipt. di ing., energia elett. e Dell’informazione. Universita di bologna, Italy.[25] P. Sánchez, & M. A. Arteaga-Pérez, “Simplied Methodology for Obtaining the Dynamic Model of Robot Manipulators,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 9, no. 5, pp. 1–12, Jan, 2012. http://dx.doi. org/10.5772/51305[26] EPOS2 50/5, Digital positioning controller, 5 A, 11–50 VDC. Maxon Group, Sachseln, Suiza. [Online]. Available: http://www.maxonmotor.com[27] MILE Encoder for EC 45 flat. Maxon Group, Sachseln, Suiza. [Online]. Available: http://www.maxonmotor.co.uk[28] C. Velandia, D. A. Tibaduiza, & M. Anaya, “Proposal of Novel Model for a 2 DOF Exoskeleton for Lower-Limb Rehabilitation,” Robotics, vol. 6, no. 3, pp. 1–25, Aug. 2017. http://dx.doi.org/10.3390/robotics6030020[29] J. M. Grosso, “Diseño y validación de un exoesqueleto de piernas de tipo maestro-esclavo para facilitar la rehabilitación de personas con discapacidad parcial de su locomoción en el plano sagital”, Tesis de pregrado, Fac. Ing. Mecatrónica. Univ. Autónoma de Bucaramanga, Santander, Colombia, 2008.[30] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza. “Diseño conceptual de un exoesqueleto para asistir la rehabilitación de miembro inferior,” presentado en III Congr. Int. Ing. Mecatrónica UNAB, CIIMECA 3, Bucaramanga, Colombia, Oct. 5-7, 2011[31] D. A. Tibaduiza, N. Chio, J. M. Grosso, & M. Anaya, “Diseño conceptual de un exoesqueleto para asistir la rehabilitación de miembro inferior,” en III Congr. Int. Ing. Mecatrónica UNAB, CIIMECA 3, Bucaramanga, Colombia, Oct. 5-7, 2011.[32] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza, “Simulación cinemática de un exoesqueleto de brazo”, presentado en II Congr. Int. Ing. Mecatrónica, CIIMECA 2, Bucaramanga, Colombia, Sept. 30-Oct. 2, 2009.[33] D. A. Tibaduiza, N. Chio, J. M. Grosso, & M. Anaya, “Diseño de un exoesqueleto mecatrónico de brazo basado en screws y robots paralelos,” presentado en II Congr. Int. Ing. Mecatrónica, CIIMECA 2, Bucaramanga, Colombia, Sept. 30-Oct. 2, 2009.[34] J. M. Grosso, & D. A. Tibaduiza, “Diseño y validación de un exoesqueleto maestro-esclavo para rehabilitación de piernas,” presentado en VI Congr. Int. de Investigaciones en Ing. Eléctrica y Electrónica, CIIIEE 2008, Aguascalientes, México, Nov. 3-7, 2008.[35] C. Velandia. “Modelado, control y monitoreo de un exoesqueleto para asistir procesos de rehabilitación en miembro inferior,” Tesis de pregrado, Fac. Ing. Elect., Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2017. http://dx.doi.org/10.13140/ RG.2.1.1280.9205[36] J. F. Ayala, G. Urriolagoitia, B. Romero, C. R. Torres, L. A. Aguilar, & G. M. Urriolagoitia-Calderón, “Diseño mecánico de un exoesqueleto para rehabilitación de miembro superior,” Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 17, no. 1, pp. 79–90, Ene. 2015. http://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v17n1.44188[37] R. López, H. Aguilar, S. Salazar, R. Lozano & J. Torres, “Modelado y control de un exoesqueleto para rehabilitación de extremidad inferior con dos grados de libertad,” Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, vol. 11, no. 3, pp. 304–314, Jul.–Sept., 2014. https://doi.org/10.1016/j.riai.2014.02.008[38] H. Celedón, “Diseño mecatrónico de un robot exoesqueleto de extremidad superior para rehabilitación de personas con discapacidad parcial en el codo,” Tesis de pregrado, Fac. Ing. Elect. Univ. Santo Tomás, Bogotá, Colombia, 2016.[39] R. Gutierrez, F. Vanegas, J. Duque, O. Avilés & P. Niño, “Diseño y control de un exoesqueleto para rehabilitación motora en miembro superior,” in Proc. IV Latin American Congress on Biomedical Engineering 2007, Bioengineering Solutions for Latin America Health, C. MüllerKarger, S. Wong & A. Cruz, Eds., Margarita Island, Ven, Springer, 2007, pp. 758–761.[40] J. Loja & A. Ordoñez, “Diseño y construcción de un exoesqueleto de rodilla robótica para asistir a pacientes en etapas de rehabilitación”, Tesis de pregrado, Fac. de Ing., Univ. de Cuenca, Azuay, Ecuador, 2016.[41] X. Zhang, Z. Yue, & J. Wang, “Robotics in-Lowerlimb rehabilitation after stroke,” Behavioural Neurology, vol. 2017, no. 4, pp. 1–13, Jun. 2017. https://doi. org/10.1155/2017/3731802[42] T. Zhang, M. Tran, & H. Huang, “Design and experimental verification of hip exoskeleton with balance capacities for walking assistance,” IEEE/ASME Transaction on Mechatronics, vol. 23, no. 1, pp. 274–285. Feb. 2018. http:// dx.doi.org/10.1109/TMECH.2018.2790358[43] T. M. Schnieders, & R. T. Stone, “A current review of human factors and ergonomic intervention with exoskeletons,” in Novel Design and applications of robotics technologies, D. Zhang, & B. Wei, Eds., Hershey, PA: IGI Global, 2019, pp. 217–246. http://dx.doi.org/10.4018/978-1-52255276-5.ch0084636215INGE CUCCC0 1.0 Universalhttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2INGE CUChttps://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/1975Exoesqueleto para rehabilitación de miembro inferior con dos grados de libertad orientado a pacientes con accidentes cerebrovascularesExoskeleton for rehabilitation of the lower limb with two degrees of freedom for stroke patients with cerebrovascular accidentsArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionExoesqueletoAccidente cerebro vascularMiembro inferiorControlPrototipoRehabilitaciónExoskeletonCerebrovascular accidentRehabilitationLower limbControlPrototypePublicationORIGINALExoesqueleto para rehabilitación de miembro inferior con dos grados de libertad orientado a pacientes con accidentes cerebrovasculares.pdfExoesqueleto para rehabilitación de miembro inferior con dos grados de libertad orientado a pacientes con accidentes cerebrovasculares.pdfapplication/pdf1080259https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/38967c90-ccce-42bb-97c4-5f0b6b5bfb67/download49c905d76689b4385bc78b69baa20861MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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