Simulación y control de un exoesqueleto robótico

En este proyecto, se ha partido del exoesqueleto de Project MARCH para realizar una serie de mejoras en lo que se refiere al diseño y el control, de forma que sus capacidades de movimiento sean lo más semejantes posible a la marcha humana. En el primer lugar se ha llevado a cabo un estudio de los diferentes marcos teóricos que impulsan este proyecto. Se hacen notable las ventajas de utilizar la robótica de rehabilitación, se citan los distintos dispositivos de rehabilitación existentes y se realiza un estudio sobre distintos exoesqueletos vestibles de miembro inferior, mostrando sus características físicas y técnicas. Después, se explica en qué consiste la marcha humana, destacando las alteraciones a las que se puede enfrentar tras sufrir un accidente. Para finalizar este apartado, se mostrará el marco teórico del control de robots, explicando qué son la cinemática y la dinámica de un robot, se diferencia el análisis cinemático del análisis dinámico y se hace una distinción entre los distintos tipos de control dinámico. Una vez terminado el marco teórico, se formulará toda la metodología sobre sistemas de control que supone la base de este proyecto, realizando una introducción ROS_Control, detallando los componentes de un controlador creado en ROS, así como la interconexión de los mismos y el mecanismo que sigue para su ejecución, ya que supone la base para el desarrollo del proyecto. A continuación, tiene lugar el modelado del exoesqueleto, desde su diseño hasta su análisis cinemático, su simulación, un análisis del patrón de marcha y una mejora del mismo. De igual forma, se examina su comportamiento ante distintos obstáculos y terrenos varios, procediendo a adaptar los patrones de marcha para hacerles frente. Finalmente, identifica el tipo de control que realiza, se llevan a cabo una serie de mejoras en el controlador con el objetivo de reducir el error obtenido en la ejecución de la marcha y se expondrá de forma analítica los pasos seguidos para obtener valores que reduzcan el error.