Prototipo funcional de laboratorio para el estudio de la marcha humana
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Resumen
En el presente documento se evidencia el desarrollo de un dispositivo de laboratorio para apoyar la materia de Biomecánica en la temática de marcha humana. Para el desarrollo del prototipo que se presenta en este documento se analizaron diferentes dispositivos existentes en el mercado. Con esta información recolectada, se realizó un diseño electrónico, teniendo en cuenta los requerimientos de un laboratorio de marcha humana inercial y se aplicaron a un dispositivo de uso académico. Después de realizar la elección de materiales y componentes se implementó el prototipo. Una vez implementado se realizaron las pruebas de componentes, subsistemas e integración.
Teniendo en cuenta lo desarrollado anteriormente, se pudo evidenciar y documentar el funcionamiento de la captura, trasmisión y visualización de los datos requeridos mediante pruebas manuales del principio operativo del dispositivo. De esta manera se pudo comprobar que el sistema implementado cumple con los requerimientos funcionales fundamentales, la captura de la posición angular del módulo de la cadera, rodilla izquierda, rodilla derecha, tobillo izquierdo y tobillo derecho con sensores inerciales, la transmisión eficaz de la información capturada en cada módulo articular por medio de una trasmisión inalámbrica multiplexada por TDM y la visualización de los datos por medio de una interfaz gráfica en Matlab (App Designer) para el desarrollo de la práctica. El dispositivo dispone de característica de flexibilidad para la implementación en futuros proyectos asociados, además de ser un dispositivo de bajo costo y fácilmente trasportable lo que lo hace un prototipo ideal para que los estudiantes lo transporten a distintos salones para realizar prácticas con él.
Descripción
Abstract
This document evidences the development of a laboratory device to support the subject of Biomechanics in the subject of human gait. For the development of the prototype presented in this document, different devices on the market were analyzed. With this information collected, an electronic design was made, taking into account the requirements of an inertial human walking laboratory and applied to a device for academic use. After making the choice of materials and components, the prototype was implemented. Once implemented, component, subsystem and integration tests were carried out.
Taking into account what was previously developed, it was possible to demonstrate and document the operation of the capture, transmission and visualization of the required data through manual tests of the operating principle of the device. In this way it was possible to verify that the implemented system meets the fundamental functional requirements, capturing the angular position of the hip, left knee, right knee, left ankle and right ankle module with inertial sensors, the effective transmission of information captured in each articular module by means of a wireless transmission multiplexed by TDM and the visualization of the data by means of a graphical interface in Matlab (App Designer) for the development of the practice. The device has a flexibility feature for implementation in future associated projects, as well as being a low-cost and easily portable device, which makes it an ideal prototype for students to transport to different classrooms to practice with.
Palabras clave
Marcha humana, Laboratorio Académico, TDM, Matlab
Keywords
Human March, Academic Laboratory, TDM, Matlab