Desarrollo de un nuevo protocolo para la calibracion dinamica de plataformas de fuerzas mediante robot paralelo

Abstract

[ES] En este trabajo se plantea el desarrollo de un protocolo de calibración de plataformas de fuerzas para estudios biomecánicos. Para asegurar el realismo y repetibilidad de los esfuerzos aplicados, se ha usado un robot paralelo que permite aplicar patrones de esfuerzos similares a los medidos durante los estudios biomecánicos. Para cuantificar la contribución de cada posible fuente de error, se ha desarrollado un modelo de transmisión de errores que tiene en cuenta los errores asociados a los sensores, a su ubicación exacta en el espacio y a la exactitud en la colocación de los sistemas de comparación. Finalmente, se ha desarrollado un procedimiento de ajuste que permite separar el efecto de fuerzas y momentos, obteniendo así un ajuste óptimo desde el punto de vista mecánico. El sistema de calibración se ha validado mediante simulaciones, a partir de datos biomecánicos reales, y se ha aplicado a la calibración de la plataforma comercial DINASCAN-IBV que utiliza sensores basados en células de carga extensométricas y que, hasta ahora, se ha calibrado de forma estática en una máquina de ensayos.

[EN] In this project, we propose a new procedure for calibrating force plates used in biomechanical studies. In order to ensure the realism and repeatability of applied forces, we used a parallel robot. In this way we can apply dynamic patterns similar to real human movements. We have developed a model of error propagation in order to analyse the different sources of error (sensitivity coefficients, location and orientation of sensors). Finally, we have developed a new optimization algorithm that separates the effect of forces and moments; therefore we can obtain coherent solution form a mechanical point of view. The calibration procedure has been validated both by means of simulations and experiments. We used the Dinascan-IBV force plataform, which uses extensometric sensors.