Diseño y Desarrollo de un Nuevo Sistema de Actuación Compacto para Exoesqueletos Industriales Activos

Contenido principal del artículo

Mikel Peña Alza
https://orcid.org/0009-0008-7109-9868
Xabier
https://orcid.org/0000-0002-3715-6418
Rebeca Rico
https://orcid.org/0009-0002-0066-5224
Iñaki Diaz
https://orcid.org/0000-0003-0523-7405

Resumen

Los exoesqueletos industriales activos tienen el potencial de revolucionar el puesto de trabajo al
mejorar la fuerza y resistencia humanas sin restringir el movimiento natural. Sin embargo, su
adopción generalizada se ve obstaculizada por desafíos relacionados con el tamaño, peso y
eficiencia de los actuadores. Este artículo presenta el diseño y desarrollo de un nuevo sistema de
actuación compacto para exoesqueletos industriales activos, que comprende un motor sin
escobillas de corriente continua acoplado a un mecanismo de reducción epitrocoidal. El sistema
propuesto ofrece un rendimiento mejorado sobre las tecnologías de actuación existentes en
términos de relación peso-potencia, compacidad y reversibilidad. En este artículo,
proporcionamos una visión general de los sistemas de actuación actuales para robots y
exoesqueletos, describimos el nuevo diseño, su caracterización y validamos su eficiencia. Los
resultados iniciales indican que el diseño propuesto puede mejorar significativamente la
funcionalidad y la experiencia del usuario de los exoesqueletos industriales activos.

Detalles del artículo

Cómo citar
Peña Alza, M., Xabier, Rico, R., & Diaz, I. (2025). Diseño y Desarrollo de un Nuevo Sistema de Actuación Compacto para Exoesqueletos Industriales Activos. Anales De Ingeniería Mecánica, 1(24). https://doi.org/10.63450/aim.1.101.2025
Sección
Artículos

Citas

Golabchi A, Chao A, Tavakoli M. A, “Systematic Review of Industrial Exoskeletons for Injury Prevention:

Efficacy Evaluation Metrics, Target Tasks, and Supported Body Postures”, Sensors (Basel) 22(7), 2714

(2022)

Ashta, G., Finco, S., Battini, D., Persona, A., “Passive Exoskeletons to Enhance Workforce Sustainability:

Literature Review and Future Research Agenda”, Sustainability 15, 7339 (2023)

Preethichandra, D.M.G., Piyathilaka, L., Sul, J.-H., Izhar, U., Samarasinghe, R., Arachchige, S.D., de Silva,

L.C., “Passive and Active Exoskeleton Solutions: Sensors, Actuators, Applications, and Recent Trends”,

Sensors 24, 7095, (2024)

Zhao, W., Song, A., “Active Motion Control of a Knee Exoskeleton Driven by Antagonistic Pneumatic

Muscle Actuators”, Actuators 9, 134, (2020)

Yang, L., Qu, C., Jia, B., Qu, S., “The design of an affordable fault-tolerant control system of the brushless

DC motor for an active waist exoskeleton”, Neural Computing and Applications 35, 1-11, (2022)

Bezzini, R., Bassani, G., Avizzano, C., Filippeschi, A. “Design and Experimental Evaluation of Multiple

D-Printed Reduction Gearboxes for Wearable Exoskeletons”, Robotics 13, 168, (2024)

Sensinger, J. W. and Lipsey, J. H., "Cycloid vs. harmonic drives for use in high ratio, single stage robotic

transmissions," 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Saint Paul, MN, USA,

pp. 4130-4135, (2012)

Terfurth, J., Parspour, N., "Integrated Planetary Gear Joint Actuator Concept for Wearable and Industrial

Robotic Applications," 2019 Wearable Robotics Association Conference (WearRAcon), Scottsdale, AZ,

USA, 28-33, (2019)

Roozing, W., Roozing, G. "3D-printable low-reduction cycloidal gearing for robotics," 2022 IEEE/RSJ

International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Kyoto, Japan, 1929-1935, (2022)

Ghaffar, A., Dehghani-Sanij, A. A., Xie, S. Q., “Actuation system modelling and design optimization for an

assistive exoskeleton for disabled and elderly with series and parallel elasticity”, Technology and Health

Care, 31(4), 1129–1151, (2023)

Ghaffar, A., Zia Ur Rahman, M., Leiva, V., Martin-Barreiro, C., Ali, I., Cabezas, X., Castro, C.,

“Efficiency, optimality, and selection in a rigid actuation system with matching capabilities for an assistive

robotic exoskeleton. International Journal of Engineering Science and Technology, 101613, (2024).

Hwang, Y. W., & Hsieh, C. F., “Geometry design and analysis for trochoidal-type speed reducers: With

conjugate envelopes”, Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 30(2), 261-278,

(2006)

M. Peña, X. Justo, “Estudio de reversibilidad de una reducción epitrocoidal”, XXIV Congreso Nacional de

Ingeniería Mecánica, Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, 2023.

Flores, M. A., Justo, X., “Simulación de la distribución de fuerzas en un reductor epitrocoidal”, XXIII

Congreso Nacional de ingeniería Mecánica, Jaén, 2021.

https://www.igus.es/info/datos-tecnicos-cojinetes-iglidur-x