Estimadores de fuerza y movimiento para el control de un robot de rehabilitación de extremidad superior

Resumen

Con el fin de controlar adecuadamente los robots de rehabilitación, es imprescindible conocer la fuerza y el movimiento de interacción entre el usuario y el robot. Sin embargo, la medición directa a través de sensores de fuerza y posición no solo aumenta la complejidad del sistema, sino que eleva el coste del dispositivo. Como alternativa a la medición directa, en este trabajo, se presentan nuevos estimadores de fuerza y movimiento para el control del robot de rehabilitación de extremidades superiores Universal Haptic Pantograph (UHP). Estos estimadores están basados en el modelo cinemático y dinámico del robot UHP y en las mediciones de sensores de bajo coste. Con el objetivo de demostrar su eficacia, se han realizado varias pruebas experimentales. Estas pruebas comparan la respuesta del controlador con sensores adicionales y con los nuevos estimadores de fuerza y movimiento. Los resultados han revelado que el rendimiento del controlador es similar con los dos enfoques (inferior a 1N de diferencia en el error cuadrático medio). Esto indica que los estimadores de fuerza y movimiento propuestos pueden facilitar la implementación de controladores de robots de rehabilitación.