Resumen

El presente estudio hace hincapié en el diseño óptimo de una pierna protésica motorizada y en la evaluación de sus prestaciones para la marcha por escaleras. La pierna protésica desarrollada incluye dos grados de libertad en la articulación de la rodilla y el tobillo, diseñada mediante un proceso de desarrollo virtual del producto para mejorar la marcha por escaleras. Se introdujo un sistema de motor de corriente continua para imitar el movimiento de la marcha en la articulación de la rodilla, y se aplicó un sistema de muelles en la articulación del tobillo para crear un ángulo de torsión y flexión. Para diseñar una mejor pierna protésica motorizada, se eliminó la masa innecesaria a través de un proceso de optimización de la topología bajo una condición de marcha compleja en un límite considerado y se utilizó una aleación de aluminio para la extremidad inferior y nylon plástico a través de la impresión 3D del pie. La seguridad estructural de la pierna protésica desarrollada se validó mediante un análisis de elementos finitos bajo diversas condiciones de marcha. En conclusión, la pierna protésica motorizada se diseñó de forma óptima manteniendo la seguridad estructural bajo condiciones límite basadas en los datos de la marcha humana, y sus movimientos de rodilla se sincronizaron con la marcha humana normal a través de un controlador de DP. Los resultados de este estudio sobre la prótesis transfemoral motorizada podrían ayudar a los amputados en su proceso de rehabilitación. Además, esta investigación puede aplicarse al ámbito de los robots bípedos que intentan imitar el movimiento humano.

• Materias:Algoritmos genéticos Ingeniería biomédica Biomecánica Modelo Matemático Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano)
• Subjects:Genetic algorithms Biomedical engineering Biomechanics Mathematical model Prostheses Limbs (Human Body)
• Palabras claves:piernas protésicas motorizadas, piernas protésicas desarrolladas, seguridad estructural, proceso de desarrollo de productos, prótesis transfemoral motorizada, variedad de la marcha, condiciones consideradas límite, datos de la marcha humana, análisis de elementos finitos, grado de libertad
• Keywords:motorized prosthetic legs, developed prosthetic legs, structural safety, products development process, powered transfemoral prosthesis, variety of walking, boundary considered conditions, human walking data, finite elements analysis, degree of freedom