Implementación del modelo cinemático y dinámico y control de movimiento de un mecanismo planar 2R con componentes elásticos en las articulaciones

En esta tesis se desarrollan los modelos matemáticos de la cinemática y dinámica y una estrategia para el control de movimiento de un mecanismo planar 2R, el cual imita el movimiento de la cadera y la rodilla en el plano sagital durante la marcha humana y posee componentes elásticos en las articulac...

Full description

Autores:
Caicedo Amaranto, Yesid Alfonso
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2018
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/63043
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63043
http://bdigital.unal.edu.co/62513/
Palabra clave:
51 Matemáticas / Mathematics
57 Ciencias de la vida; Biología / Life sciences; biology
61 Ciencias médicas; Medicina / Medicine and health
62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
Mecanismo planar 2R
Sistemas de accionamiento flexible
Actuadores elásticos seriales
Trayectorias articulares
Marcha humana
Controladores internos
Desviaciones angulares
2R planar mechanism
Compliant actuation devices
Serial elastic actuators
Joint trajectories
Human gait
Internal Controllers
Angular deviations
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Description
Summary:En esta tesis se desarrollan los modelos matemáticos de la cinemática y dinámica y una estrategia para el control de movimiento de un mecanismo planar 2R, el cual imita el movimiento de la cadera y la rodilla en el plano sagital durante la marcha humana y posee componentes elásticos en las articulaciones. Se inicia con una revisión bibliográfica de algunos métodos para el control de movimiento de Sistemas de Accionamiento Flexible, haciendo énfasis en aplicaciones robóticas, dispositivos de rehabilitación de miembro inferior y Actuadores Elásticos Seriales (SEA), correspondiendo estos últimos a los utilizados en el mecanismo. A continuación se desarrollan los modelos matemáticos, determinando la cinemática directa a partir del método de Denavit-Hartenberg y la dinámica inversa a partir del método de LagrangeEuler. Estos modelos se implementan posteriormente para predecir el movimiento de los actuadores en función del movimiento de las articulaciones, cuyos resultados se comparan con los obtenidos en pruebas realizadas al equipo real. Finalmente se desarrolla la estrategia para el control de movimiento del mecanismo, para lo cual se realizaron pruebas de desempeño a los controladores internos en los actuadores; a partir de estos resultados se desarrolló, implementó y evaluó un algoritmo basado en una forma simplificada del control adaptativo por planificación de ganancias, usando dos puntos de ajuste de los parámetros en los controladores internos y tomando como criterio de evaluación las desviaciones angulares entre cada articulación y su actuador.