Sistema inalámbrico para la medición de esfuerzos de contacto en muletas

Abstract

[Resumen] El objetivo fundamental de este trabajo es la implementación de un sistema inalámbrico para medir, amplificar y filtrar la señal del conjunto de galgas extensiométricas instaladas en un par de muletas. En el Laboratorio de Ingeniería Mecánica de la Universidad de A Coruña se cuenta con un sistema de captura de movimiento humano, donde se emplean muletas instrumentadas, equipadas con puentes de galgas que se conectan a amplificadores, y, de esta manera se mide el movimiento y las fuerzas de contacto con el suelo para obtener con un análisis dinámico inverso, los pares articulares que realiza un individuo. El problema que existe actualmente es que las muletas empleadas van conectadas con cables a los amplificadores y hacer las capturas de movimiento de esta manera puede ocasionar algún accidente con los cables, además de limitar la movilidad de los lesionados para realizar las mediciones. Por esa razón se ha realizado el diseño de un circuito de amplificación y filtrado de señal, además de la programación de un microcontrolador para adquirir la señal y transmitirla mediante un sistema de comunicación inalámbrica que incluye una interfaz gráfica para la visualización de resultados, y de esta manera se logra resolver el problema planteado.

[Resumo] O obxectivo fundamental deste traballo é a implementación dun sistema sen fíos para medir, amplificar e filtrar o sinal do conxunto de tensímetros instalados nun par de muletas. No Laboratorio de Enxeñería Mecánica da Universidade da Coruña hai un sistema de captación de movemento humano, onde se usan muletas instrumentadas, equipadas con pontes de galgas que están conectadas a amplificadores e deste xeito mídese o movemento e as forzas de contacto co chan para obter, cunha análise dinámica inversa, os pares articulares realizados por un individuo. O problema que existe actualmente é que as muletas empregadas están conectadas con cables aos amplificadores e que a captura de movemento deste xeito pode causar un accidente cos cables, ademais de limitar a mobilidade dos lesionados para facer as medicións. Por esta razón, realizouse o deseño dun circuíto de amplificación e filtrado de sinal, ademais da programación dun microcontrolador para adquirir o sinal e transmitilo a través dun sistema de comunicación sen fíos que inclúe unha interface gráfica para a visualización de resultados, e deste xeito o problema resólvese.

[Abstract] The fundamental objective of this work is the implementation of a wireless system to measure, amplify and filter the signal of a set of strain gauges installed on a pair of crutches. In the Mechanical Engineering Laboratory of the University of A Coruña there is a human movement capture system, where instrumented crutches are used, equipped with strain gauge bridges that are connected to amplifiers, and in this way the movement and the ground contact forces are measured to obtain, with an inverse dynamic analysis, the joint torques performed by an individual. The problem that currently exists is that the crutches used are connected with cables to the amplifiers and performing the motion capture in this way can cause an accident with the cables, in addition to limiting the mobility of the patient to make the measurements. For this reason, the design of a signal amplification and filtering circuit has been carried out, in addition to the programming of a microcontroller to acquire the signal and transmit it through a wireless communication system that includes a graphical interface for the visualization of results, and this way the problem is solved.