Análisis cinemático y dinámico de los movimientos del hombro humano

Abstract

Este trabajo presenta y desarrolla un estudio de la biomecánica del hombro humano usando técnicas de manipuladores robóticos, en el análisis cinemático y dinámico de la articulación glenohumeral como un manipulador de 5 grados de libertad con 2 eslabones. Las matrices de transformación homogénea de Denavit-Hartemberg se emplean para resolver la cinemática directa del hombro humano, proporcionando las rotaciones y traslaciones del sistema da cuerpos rígidos en el espacio. Estas matrices de dimensión 4x4 son aplicadas para validar resultados, así también la cinemática inversa.La matriz Jacobiana se establece para realizar un análisis generalizado de velocidades y aceleraciones de los eslabones, en este caso el brazo y el antebrazo respectivamente. El uso de la videogrametría permite ubicar espacialmente la posición de las articulaciones del brazo para observar la influencia del ritmo escapulohumeral respecto a la articulación glenohumeral; y así identificar los ángulos relativo y absoluto del miembro superior en una abducción-aducción. Finalmente, la cinemática inversa es usada para encontrar la posición y orientación del codo con base en la posición definida del efector final o la mano. Se plantea una esfera en el espacio que representa las diferentes posiciones que puede tomar el codo, y al final se acotan para obtener la posición real.