Generador de patrones de marcha tridimensionales dependientes de la velocidad para el control de exoesqueletos

Abstract

[Resumen] En la robótica de rehabilitación de la marcha es común controlar los dispositivos siguiendo trayectorias de referencia. Estas trayectorias de referencia consisten en ángulos articulares previamente medidos o generados mediante otros métodos. Normalmente estos dispositivos suelen controlarse con posiciones o velocidades angulares pero existen algunas plataformas que requieren un control tridimensional de la marcha. Es por ello que este artículo presenta un generador de patrones tridimensional dependiente de las dimensiones del usuario y velocidad de la marcha. El algoritmo desarrollado obtiene las trayectorias angulares acordes a la velocidad demandada y las dimensiones de los segmentos del tren inferior acordes a la altura de los pacientes, genera las trayectorias tridimensionales de todas las articulaciones, ajusta estas trayectorias según eventos clave de la marcha para obtener información espaciotemporal de la misma y modular la velocidad de generación de consignas. Este método por tanto aporta un componente extra de flexibilidad y adaptabilidad a las plataformas robóticas ya que permite la modulación tridimensional de la marcha de acuerdo a las características del usuario (dimensiones) y su intencionalidad (velocidad de marcha).

[Abstract] In gait rehabilitation robotics it is common to control devices following reference trajectories. These reference trajectories consist of joint angles previously measured or generated by other methods. Normally these devices are usually controlled with angular positions or velocities but there are some platforms that require a three-dimensional control of the movement. That is why this article presents a three-dimensional pattern generator dependent on the user's dimensions and walking speed. The developed algorithm obtains the angular trajectories according to the speed demanded and the dimensions of the segments of the lower body according to the height of the patients, generates the three-dimensional trajectories of all the joints, adjusts these trajectories according to key gait events to obtain information space-time of the same and modulate the speed of generation of slogans. Therefore, this method provides an extra component of flexibility and adaptability to robotic platforms since it allows the three-dimensional modulation of the gait according to the characteristics of the user (dimensions) and their intention (gait speed).