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Diseño y Validación de un Sistema de Control de Fuerza en la Reproducción de Movimientos Básicos de la Mano

Resumen

En este documento se plantea el diseño y validación de un sistema de control de fuerza, para un dispositivo que reproduzca los movimientos básicos de la mano, correspondientes a los agarres de fuerza. Se propone este proyecto con el fin de mejorar el desempeño dinámico de los dispositivos, perfeccionando su funcionalidad y naturalidad en la reproducción de los movimientos de la mano. Como punto de partida, se toma un exoesqueleto previamente construido en la UIS capaz de reproducirlos. Posteriormente, se realiza la selección de los elementos que constituyen el sistema de control, como lo son controlador implementado en la placa de adquisición de datos, actuador para la transmisión del movimiento y sensor para la medición de la fuerza. Luego se caracteriza el sistema de Tensión-fuerza, a partir de los datos obtenidos del sensor de fuerza ubicado en el dedo medio. Para obtener la dinámica del sistema, se emplea el método de caja negra, con la finalidad de obtener un modelo para la sintonización del controlador. Por último, se evalúa el desempeño dinámico del sistema de control de fuerza, implementándolo en el exoesqueleto. En este se aplica una serie de fuerzas para cada movimiento de la mano y se analiza la respuesta temporal obtenida para medir el error de seguimiento de la fuerza que presenta el sistema.