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Título : Diseño de un sistema de control Fuzzy para el manejo de una ortesis de la rodilla activa simula en un entorno 3D
metadata.dc.creator: Villota Betancourth, Harold David
Nieto Ortiz, Ingrid Tatiana
metadata.dc.contributor.advisor: Quinayás Burgos, César Augusto
Palabras clave : Rehabilitación de rodilla;Control Fuzzy;Ortesis 3D
Resumen : The present comprehensive degree work develops a control system focused on the rehabilitation of the knee, the control is reflected in the monitoring of the angular movement. Said angular movement is observed thanks to the active orthosis designed and simulated in a 3D environment, this, with the future objective of creating a capable device in order to automate part of a complete rehabilitation therapy, specifically in passive therapy, which is where the patient needs external help to flex - extend the leg and gradually recover the range of motion. Normally, for any knee injury, a rehabilitation and recovery therapy plan is needed. To give a context of the problem about the lack of automation, we begin by describing a traditional knee rehabilitation therapy, initially the inflammation of the joint is reduced to start as soon as possible with small movements, the position of the patient depends on the professional manager since It can be sitting or lying down, but always looking for the comfort of both to be able to complete the primary exercises that are: Flexion and extension, this happens in passive kinesitherapy. Each time the arc of angular mobility must increase to observe an improvement, the ranges handled by physiotherapists go from 0-20°, 0-40°, 0-60°, 0-90° and the measurement of these angles is carried out by a tool called a goniometer. When inquiring into the rehabilitation process, we find that they do not use this tool and the recovery is subjective, since they depend on the reaction that is reflected in the patient to make decisions, that is, if they feel pain, they stop immediately with therapy until you can continue again. That is why the control system seeks to ensure the angle within the range of 0° to 90° and the movement can be observed in the active orthosis designed in 3D. For the design and development of the Fuzzy control system, the Matlab tool that goes hand in hand with the Simulink platform is used, this programming is done by means of blocks which will have input and output variables, that is why that other external microcontrollers are used for specific actions that will be seen in the development of this document. The active support orthosis is designed in a CAD program called SolidWorks, to then be taken to Simulink where the assembly is carried out in order to unify the entire control system and to be able to proceed with the manipulation. This is demonstrated in the results of the document.
metadata.dc.description.tableofcontents: El presente trabajo integral de grado desarrolla un sistema de control enfocado en la rehabilitación de la rodilla, el control se ve reflejado en el seguimiento del movimiento angular. Dicho movimiento angular es observado gracias a la ortesis activa diseñada y simulada en un entorno 3D, esto, con el objetivo a futuro de crear un dispositivo capacitado a fin de automatizar parte de una terapia completa de rehabilitación, específicamente en la terapia pasiva, que es donde el paciente necesita de una ayuda externa para realizar la flexión – extensión de la pierna y poco a poco vaya recuperando el arco de movilidad. Normalmente, para cualquier lesión de rodilla se necesita de un plan de terapia de rehabilitación y recuperación. Para dar un contexto del problema acerca de la falta de automatización se comienza describiendo una terapia tradicional de rehabilitación de rodilla. Inicialmente se reduce la inflamación de la articulación para empezar lo más pronto posible con pequeños movimientos. La posición del paciente depende del encargado profesional ya que puede ser sentado o acostado, pero siempre buscando la comodidad de ambos para poder culminar los ejercicios primarios que son: Flexión y extensión. Cada vez el arco de movilidad angular debe ir aumentando para observar una mejora, los rangos manejados por los fisioterapeutas van de 0-30°, 0-60°, 0-90° y la medición de estos ángulos es realizada por una herramienta llamada goniómetro. Al indagar en el proceso de rehabilitación, se encuentra que no hacen uso de dicha herramienta y la recuperación es subjetiva, ya que, dependen de la reacción que se refleja en el paciente para tomar decisiones, es decir, si siente dolor, se para inmediatamente con la terapia hasta que pueda continuar otra vez. Es por eso que se busca mediante el sistema de control asegurar el ángulo dentro del rango de 0° a 90° y se pueda observar el movimiento en la ortesis activa diseñada en 3D. Para el diseño y desarrollo del sistema de control Fuzzy, se hace uso de la herramienta Matlab que va de la mano con la plataforma Simulink. La programación se lleva a cabo utilizando bloques que contienen variables de entrada y salida. Sin embargo, para realizar acciones específicas que se describen en este documento, se emplean microcontroladores externos adicionales. La ortesis activa de apoyo se diseña en un programa CAD llamado SolidWorks, para luego ser llevado a Simulink en donde se realizar el ensamblado con el fin de unificar todo el sistema de control y poder proceder a la manipulación. Lo anterior se ve demostrado en los resultados del documento.
URI : http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/8405
Editorial : Universidad Antonio Nariño
metadata.dc.publisher.campus: Popayán - Alto Cauca
metadata.dc.publisher.faculty: Facultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y Biomédica
metadata.dc.date.created: 2023-06-08
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
Aparece en las colecciones: Ingeniería biomédica

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