Evaluación de palanca sensorizada para ejercicios de brazo en experiencias de laboratorio

Contenido principal del artículo

Susana Sanz Sánchez
https://orcid.org/0000-0002-0638-7897
Marco Ceccarelli
https://orcid.org/0000-0001-9388-4391
MAxime Lebrau
Matteo Russo
https://orcid.org/0000-0002-8825-8983

Resumen

En este trabajo se evalúa un prototipo de laboratorio consistente en una palanca sensorizada para la realización de ejercicios asistidos de miembros superiores. El diseño completo del dispositivo es llevado a cabo con elementos de bajo coste siendo los principales objetivos la sencillez y la eficacia. El dispositivo está pensado para la aplicación en terapias de rehabilitación, pero también para actividades de ejercicios de personas de la tercera edad. Por lo tanto, un requisito del dispositivo es que sea portable para uso autónomo en el entorno del hogar. La manejabilidad se asegura gracias al soporte cúbico de pequeñas dimensiones con posibilidad de fijación sobre una mesa convencional. Incluye elementos en impresión 3D, montajes sencillos y la sensorización de bajo coste es controlada mediante una plataforma abierta como es Arduino. Los experimentos presentados en este trabajo, tienen la finalidad de caracterizar la funcionalidad del dispositivo para ejercicios de mejora, recuperación y ejercicio de la movilidad para miembros superiores. Se realizan ensayos, acordes a un protocolo previamente definido, en dos posibles configuraciones, horizontal y vertical, que ofrece el dispositivo. Se registran valores de aceleración y velocidad angular con el fin de conocer si la adquisición de datos es adecuada para la supervisión de la evolución del ejercicio. Los resultados de los ensayos son discutidos en este trabajo para evaluar el dispositivo en función de la aplicabilidad del usuario teniendo en cuenta, la versatilidad, flexibilidad, confort durante el ejercicio.

Detalles del artículo

Cómo citar
Sanz Sánchez, S., Ceccarelli, M., Lebrau, M., & Russo, M. (2025). Evaluación de palanca sensorizada para ejercicios de brazo en experiencias de laboratorio . Anales De Ingeniería Mecánica, 1(24). https://doi.org/10.63450/aim.1.256.2025
Sección
Artículos

Citas

Rau G., Disselhorst-Klug C., Schmidt R.: Movement biomechanics goes upwards: from the leg to the arm. Journal of biomechanics, vol. 33, no 10, p. 1207-1216, (2000) doi: 10.1016/s0021-9290(00)00062-2.

Ceccarelli M, Bottin M, Russo M, Rosati G, Laribi MA, Petuya V. Requirements and Solutions for Motion Limb Assistance of COVID-19 Patients. Robotics. 2022; 11(2):45. DOI: /10.3390/robotics11020045.

Alrabghi L., at al.: Stroke types and management. International Journal of Community Medicine and Public Health, vol. 5, p.3715-3719. (2018) DOI: http://dx.doi.org/10.18203/2394-6040.ijcmph20183439.

Sá de Paiva T., Sales Goncalves R., Carbone G., and Ceccarelli M., Gait devices for stroke rehabilitation: State-of-the-art, challenges, Chapter 4 in Medical and Healthcare Robotics, 2023 Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-18460-4.00003-2.

Maciejasz, P.; Eschweiler, J.; Gerlach-Hahn, K.; Jansen-Troy, A.; Leonhardt, S. A survey on robotic devices for upper limb rehabilitation. J. NeuroEng. Rehabil. 2014, 11, 3. DOI: 10.1186/1743-0003-11-3.

Modi P.P., et al.: Interactive IIoT-based 5DOF robotic arm for upper limb telerehabilitation. Institute Electrical and Electronics Engineers, vol. 10, p. 114919-114928, (2022). doi: 10.1109/ACCESS.2022.3218053.

Miao, Q., Zhang, M., McDaid, A. J., Peng, Y. X., & Xie, S. Q. (2020). A robot-assisted bilateral upper limb training strategy with subject-specifc workspace: a pilot study. Robotics and Autonomous Systems, 124, 4, 103334. DOI: 10.1016/j.robot.2019.103334.

Fareh R., et al.: Will Your Next Therapist Be a Robot? -A Review of the Advancements in Robotic Upper Extremity Rehabilitation. Sensors, vol. 23, no 11, p. 5054, (2023). https://doi.org/10.3390/s23115054.

Betsy D. M. Chaparro-Rico; Daniele Cafolla; Marco Ceccarelli; Eduardo Castillo-Castaneda, NURSE-2 DoF Device for Arm Motion Guidance: Kinematic, Dynamic, and FEM Analysis. Appl. Sci. 2020, Volume 10, Issue 6, 2139. doi:10.3390/app10062139.

ArmeoPower página web, disponible on-line en: https://www.hocoma.com/us/solutions/armeo-power/, visitada el 17/02/25.

MG996R datasheet, 2025, disponible on-line en: https://www.alldatasheet.es/datasheet-pdf/pdf/1131873/ETC2/MG996R.html, visitada el 17/02/25.

ACS712 datasheet, 2025, disponible on-line en: https://www.alldatasheet.es/datasheet-pdf/pdf/168326/ALLEGRO/ACS712.html, visitada el 17/02/25.

Bosh datasheet, 2025, disponible on-line en: https://www.bosch-sensortec.com/media/boschsensortec/downloads/datasheets/bst-bmi160-ds000.pdf, visited on 17/02/25.

Ceccarelli, M., Sanz, S., Díaz, V., Russo, M. Design and Construction of a Prototype of an Assisting Device for Arm Exercise. Machines, vol 12, no 2, 145. (2024). DOI: https://doi.org/10.3390/machines12020145.