Resumen :
Among the main physical risks occurring in the workplace are ergonomic risks,
the most frequent in Europe, which give rise to musculoskeletal disorders. These
diseases affect millions of people in Europe, as they are the main cause of work leave,
representing a significant annual cost for European ... Ver más
Entre los principales riesgos físicos que ocurren en el puesto de trabajo se encuentran
los riesgos ergonómicos, los más frecuentes en Europa, que dan lugar a los trastornos
musculoesqueléticos. Estas dolencias afectan a millones de personas en Europa, ya que
es la principal causa de baja laboral, suponiendo un importante coste anual para las
empresas europeas y los sistemas de salud, además de tener un alto impacto en la
vida laboral de los trabajadores que los padecen. La incorporación de exoesqueletos al
ámbito industrial podría tratarse de una solución que combina las habilidades humanas
para resolver situaciones complejas, con las capacidades de los sistemas robóticos.
La presente tesis doctoral se centra en obtener una solución robótica integral para la
asistencia de los movimientos del brazo, formada por un robot de tipo exoesqueleto y
un sistema inteligente de control, que se adaptarán a los distintos usuarios en función
de sus necesidades. Para poder alcanzar este objetivo se han establecido una serie de
hitos que se han ido cumpliendo a lo largo de esta tesis doctoral. En primer lugar,
se plantea el estudio de las necesidades de los distintos usuarios del sistema para
establecer los requisitos mínimos que debe cumplir. A continuación, se lleva a cabo
el diseño de concepto del exoesqueleto de miembro superior que dará soporte a los
usuarios, y se procede a la fabricación de un primer prototipo que será validado
mediante pruebas experimentales, primero en entornos de simulación y posteriormente
con la participación de sujetos sanos. Tras estas validaciones, se realizan cambios en
el diseño a partir de las posibles mejoras observadas durante las experimentaciones,
y se lleva a cabo el desarrollo del prototipo final del sistema, que puede emplearse
indistintamente en brazo derecho e izquierdo y se adapta a las distintas complexiones
de los usuarios. Por último, se ha desarrollado un nuevo modo de control que favorece
la interacción hombre-máquina, y se ha realizado un estudio piloto para poner a prueba
el sistema completo.
Los resultados principales de la presente tesis se han publicado en tres artículos,
uno de ellos en revista incluida en el Journal Citation Reports (JCR), y los otros dos
como capítulos de libro que recogen los artículos presentados en dos congresos
internacionales. La publicación Electromyography Assessment of the Assistance Provided
by an Upper-Limb Exoskeleton in Maintenance Tasks se centra en el diseño y fabricación del primer prototipo del exoesqueleto de miembro superior y su validación mediante
el análisis de los cambios en la actividad muscular de los sujetos al realizar una
tarea repetitiva de ámbito industrial. Por otro lado, la publicación Advantages of the
incorporation of an active upper-limb exoskeleton in industrial tasks recoge el estudio que
analiza cómo afectaría la incorporación del dispositivo robótico a la ejecución de una
actividad industrial de taladrado frontal. Por otro último, en la publicación Oxygen
consumption in industrial tasks assisted by an active upper-limb exoskeleton se recogen los
cambios en el diseño de un nuevo prototipo mejorado y su validación mediante el
análisis del consumo de oxígeno de los usuarios cuando llevan a cabo una determinada
tarea con la ayuda del sistema propuesto.
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