Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática

Optimal Synthesis of a Four-Bar Mechanism for the Knee Using Natural Coordinates for Kinematic Formulation

Autores/as

Palabras clave:

mecanismo, rodilla, síntesis optima, análisis biomecánico, cinemática, coordenadas naturales (es).

Palabras clave:

mechanism, knee, optimal synthesis, biomechanical analysis, kinematics, natural coordinates (en).

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Resumen (es)

Objetivo: Este trabajo de investigación presenta el estudio y la simulación de un mecanismo de cuatro barras, así como la implementación de las coordenadas naturales como método alternativo y efectivo para el análisis cinemático.

Metodología: Se desarrolla un método general para la síntesis optima de mecanismos para prótesis de miembro inferior mediante la implementación de herramientas de computación inteligente como los algoritmos genéticos, con el fin de reducir los tiempos de estudio.

Resultados: Mediante estudios biomecánicos de la marcha, se obtuvieron la caracterización dimensional y parámetros de movimiento como el CIR de la articulación de la rodilla, con lo cual se desarrolló un modelo protésico, cuyo comportamiento mecánico estructural se estudió en condiciones de uso mediante el método de elementos finitos.

Conclusiones: Se evidencia que el modelo de la prótesis cumple con los requisitos cinemáticos y es estructuralmente funcional bajo cargas estáticas y dinámicas que superan los valores nominales de carga real y evidencian factores de seguridad superiores a 7.

Financiamiento: Universidad de Pamplona

Resumen (en)

Objective:  This research paper presents the study and simulation of a four-bar mechanism, as well as the implementation of natural coordinates as an alternative and effective method for kinematic analysis.

Methodology: A general method for the optimal synthesis of mechanisms for lower-limb prostheses is developed by implementing intelligent computing tools such as genetic algorithms, with the purpose of reducing study times.

Results: Through biomechanical march studies, dimensional characterization and motion parameters are obtained, such as the CIR of the knee joint, with which a prosthetic model was developed, whose structural mechanical behavior was studied under use conditions by means of the finite element method.

Conclusions: It is evidenced that the prosthesis model fulfills the kinematic requirements and is structurally functional under static and dynamic loads that exceed the nominal values of real loads and evidence safety factors above 7.

Funding: Universidad de Pamplona

Biografía del autor/a

Elkin Flórez, Universidad de Pamplona

Doctorado en Ingeniería Mecánica, Máster en Ingeniería Mecánica, Máster en Ingeniería Química y de Procesos e ingeniero mecánico. Profesor e investigador de la Universidad de Pamplona.

Neider Nadid Romero Nuñez, Universidade Federal de Santa Catarina

Doctorando en Ingeniería Mecánica, Magíster en Ingeniería Mecánica e ingeniero mecánico. Estudiante de doctorado en la Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, Brasil.

Yezid Alberto Florez Martínez, Universidad de Pamplona

Ingeniero mecánico. Estudiante del programa de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pamplona

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Cómo citar

APA

Flórez, E., Romero Nuñez, N. N. ., & Florez Martínez, Y. A. . (2022). Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática. Tecnura, 26(73). https://doi.org/10.14483/22487638.18031

ACM

[1]
Flórez, E., Romero Nuñez, N.N. y Florez Martínez, Y.A. 2022. Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática. Tecnura. 26, 73 (jul. 2022). DOI:https://doi.org/10.14483/22487638.18031.

ACS

(1)
Flórez, E.; Romero Nuñez, N. N. .; Florez Martínez, Y. A. . Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática. Tecnura 2022, 26.

ABNT

FLÓREZ, E.; ROMERO NUÑEZ, N. N. .; FLOREZ MARTÍNEZ, Y. A. . Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática. Tecnura, [S. l.], v. 26, n. 73, 2022. DOI: 10.14483/22487638.18031. Disponível em: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/18031. Acesso em: 13 ago. 2022.

Chicago

Flórez, Elkin, Neider Nadid Romero Nuñez, y Yezid Alberto Florez Martínez. 2022. «Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática». Tecnura 26 (73). https://doi.org/10.14483/22487638.18031.

Harvard

Flórez, E., Romero Nuñez, N. N. . y Florez Martínez, Y. A. . (2022) «Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática», Tecnura, 26(73). doi: 10.14483/22487638.18031.

IEEE

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E. Flórez, N. N. . Romero Nuñez, y Y. A. . Florez Martínez, «Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática», Tecnura, vol. 26, n.º 73, jul. 2022.

MLA

Flórez, E., N. N. . Romero Nuñez, y Y. A. . Florez Martínez. «Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática». Tecnura, vol. 26, n.º 73, julio de 2022, doi:10.14483/22487638.18031.

Turabian

Flórez, Elkin, Neider Nadid Romero Nuñez, y Yezid Alberto Florez Martínez. «Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática». Tecnura 26, no. 73 (julio 1, 2022). Accedido agosto 13, 2022. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/18031.

Vancouver

1.
Flórez E, Romero Nuñez NN, Florez Martínez YA. Síntesis óptima de un mecanismo de cuatro barras para la rodilla utilizando coordenadas naturales para la formulación cinemática. Tecnura [Internet]. 1 de julio de 2022 [citado 13 de agosto de 2022];26(73). Disponible en: https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/Tecnura/article/view/18031

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