Diseño y Modelado de un Exoesqueleto Robótico de 3 grados de libertad para analizar trayectorias y precisión de movimientos de miembros superiores (Hombro-codo) en personas con Hemiplejia post-ACV

• Autor: Colqui Maximiliano , Kathyana Victoria
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Tecnológica del Perú
• Repositorio: UTP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utp.edu.pe:20.500.12867/14765
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12867/14765
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Exoesqueleto robótico; Modelado cinemático; Simulación computacional; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.03

Esta tesis presenta el diseño, modelado y validación virtual de un exoesqueleto robótico de tres grados de libertad orientado a la rehabilitación del miembro superior en personas con hemiplejía post-ACV. El sistema asiste movimientos de flexión–extensión y abducción–aducción del hombro, así como flexión–extensión del codo, abarcando rangos terapéuticos de etapas iniciales de rehabilitación. La arquitectura mecánica se desarrolló en Autodesk Inventor, incorporando alineación anatómica y elementos que permitieron parametrizar masas e inercias. La cinemática se formuló mediante Denavit– Hartenberg y el modelo multicuerpo se implementó en Simscape Multibody. Se aplicó control PID por articulación con compensación gravitacional y asistencia assist-as needed (50 %), evaluado en fases pasiva y asistida para seis tareas (I1–I3, C1–C3) y pesos de usuario entre 50 y 100 kg. Los resultados mostraron seguimiento preciso, con RMSE bajos en movimientos independientes y moderados en combinados. Se obtuvo overshoot cercano a 0 % y tiempos de establecimiento en el orden de segundos. Las trayectorias del efector final conservaron su geometría ante variaciones de peso, demostrando robustez del controlador. Los pares articulares se mantuvieron dentro de límites nominales y los rangos articulares programados se cumplieron sin distorsión relevante. Estos hallazgos respaldan la viabilidad del diseño como base para un prototipo físico. Se propone como trabajo futuro un banco de pruebas o entorno HIL, así como un piloto clínico estandarizado para validar la eficacia terapéutica del sistema en condiciones reales.