Papers by A. Blanco-Ortega
Revista Facultad de Ingeniería
Computacion y Sistemas
In this paper, an adaptive beamformer algorithm LMS is presented and showed to improve the Bayesi... more In this paper, an adaptive beamformer algorithm LMS is presented and showed to improve the Bayesian Maximum Entropy-Variational Analysis (BMEVA) performance for high resolution radar imaging and denoising. A formalism to fuse the BMEVA and its integration inside the LMS structure is also presented. Finally, the image enhancement and denoising produced by the proposed Adaptive BMEVA method is analyzed, and the filter computational performance is demonstrated via SAR images scenarios.
In this paper is described the application of an on-line algebraic identification methodology for... more In this paper is described the application of an on-line algebraic identification methodology for parameter and signal estimation in vibrating systems. The algebraic identification is employed to estimate the frequency and amplitude of exogenous vibrations affecting the mechanical system using only position measurements. The algebraic identification is combined with an adaptive-like sliding mode control scheme to asymptotically stabilize the system response and, simultaneously, cancel the harmonic vibrations. Numerical and experimental results show the dynamic and robust performance of the algebraic identification and the active vibration control scheme.
Computacion y Sistemas
In this paper is described the application of an on-line algebraic identification methodology for... more In this paper is described the application of an on-line algebraic identification methodology for parameter and signal estimation in vibrating systems. The algebraic identification is employed to estimate the frequency and amplitude of exogenous vibrations affecting the mechanical system using only position measurements. The algebraic identification is combined with an adaptive-like sliding mode control scheme to asymptotically stabilize the system response and, simultaneously, cancel the harmonic vibrations. Numerical and experimental results show the dynamic and robust performance of the algebraic identification and the active vibration control scheme.
En el presente trabajo se describe el control de la respuesta al desbalance, en el dominio de la ... more En el presente trabajo se describe el control de la respuesta al desbalance, en el dominio de la frecuencia, de un rotor tipo Jeffcott soportado en dos chumaceras de bolas. La rigidez y frecuencia natural del rotor se varían al mover una de las chumaceras, mediante un servomecanismo. Al incluir la dinámica de la chumacera móvil con las ecuaciones de movimiento del rotor Jeffcott se logra disminuir la amplitud del desbalance, desde el arranque del rotor hasta una velocidad de operación por encima de la primer velocidad crítica. El sistema combinado rotor-chumacera móvil es no lineal y presenta dificultades de controlabilidad, por lo que el control activo del desbalance se realiza de manera indirecta por retroalimentación de estados, para que la posición de la chumacera siga asintóticamente una trayectoria nominal de mínima amplitud. Palabras Clave: Control del desbalance, Absorción de vibraciones, Rotor Jeffcott.
Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasiona... more Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasionan que las personas no puedan realizar actividades de la vida cotidiana. Cuando un músculo no se utiliza o se debilita, tiende a acortarse, resultando que las articulaciones se vuelvan rígidas, ocasionando deformidades o contracturas que, sin el estímulo del movimiento o una terapia física, pierden buena parte de sus aptitudes. Para mejorar la rehabilitación en lesiones de tobillo se han propuesto algunos sistemas que permiten mover y estirar los músculos y tendones suavemente como son las máquinas de rehabilitación de tobillo. En el presente trabajo se presenta un prototipo virtual de un rehabilitador de tobillo, el cual proporciona los tres movimientos realizados por el tobillo. Se diseña un controlador PID con seguimiento de trayectorias planificadas para proporcionar movimientos suaves de rehabilitación. Se presentan algunos resultados de simulación utilizando el modelo matemático, y ...
Robotics in the rehabilitation of hips
Dyna (Bilbao)
Resumen: El presente artículo muestra una revisión del estado del arte sobre dispositivos mecatró... more Resumen: El presente artículo muestra una revisión del estado del arte sobre dispositivos mecatrónicos aplicados a la rehabilitación. Se exponen diferentes desarrollos, destacando las aplicaciones desde el punto de vista del área de la ingeniería mecatrónica. Además, se citan los trabajos más relevantes de rehabilitadores mecatrónicos para dedos, mano, brazo, cadera, rodilla y tobillo, destacando la finalidad del estudio realizado y entendiendo el impacto de éstos en el área de la fisioterapia. Abstract: This paper presents a review of the state of the art of mechatronic devices applied to rehabilitation. We expose several developments, highlighting the applications from the point of view of mechatronics engineering. Furthermore, we present the most relevant in rehabilitation mechatronic systems such as finger, hand, arm, hip, knee and ankle, explaining the purpose of the study and understanding their impact in the area of physiotherapy.
Resumen: Los seres humanos siempre están expuestos a sufrir lesiones en el tobillo que pueden cau... more Resumen: Los seres humanos siempre están expuestos a sufrir lesiones en el tobillo que pueden causar un daño muscular permanente. No obstante, con una rehabilitación adecuada, el tobillo se cura rápidamente sin convertirse en un problema crónico. La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de restablecer el movimiento perdido debido a un incidente traumático a través de terapia física. En este artículo se presenta el diseño y control de un sistema interactivo (TobiBot) de 1 gdl para pacientes que requieran de una rehabilitación de tobillo. Se presenta un análisis biomecánico de los movimientos básicos del tobillo de dorsiflexión/plantarflexión usando cinemática para determinar el diseño mecatrónico del rehabilitador. Se presenta una interfaz gráfica de usuario para facilitar la interacción hombre-máquina, también esta interfaz cuenta con un modo videojuego para la rehabilitación del tobillo. Se propone un esquema de control PID para gobernar los movimientos suaves y pr...
La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de reincorporar a una persona a sus act... more La rehabilitación en un sentido general tiene el objetivo de reincorporar a una persona a sus actividades de la vida cotidiana. Actualmente, un paciente que requiere de alguna rehabilitación sufre de largas esperas para ser atendido debido a la falta de personal en las clínicas y hospitales. Una alternativa para ayudar al personal médico en las terapias de rehabilitación es utilizando robots terapéuticos. Este artículo muestra el modelado y la simulación de un robot terapéutico para la rehabilitación de miembros inferiores. Se presenta el modelo cinemático y dinámico de un robot de tres grados de libertad con un efector final configurado en paralelo. Se presenta una ley de control por par calculado para el seguimiento de trayectorias planificadas. Se presentan simulaciones de ejercicios terapéuticos para cadera y rodilla realizadas en ADAMS y MATLAB para conocer el comportamiento cinemático y dinámico del robot. Los resultados obtenidos demuestran el gran potencial del robot terapéu...
E T 2 0 1 4 X I C o n g r e s o I n t e r n a c i o n a l s o b r e I n n o v a c i ó n y D e s a... more E T 2 0 1 4 X I C o n g r e s o I n t e r n a c i o n a l s o b r e I n n o v a c i ó n y D e s a r r o l l o T e c n o l ó g i c o , 2 a l 4 d e a b r i l d e 2 0 1 4 , C u e r n a v a c a M o r e l o s , M é x i c o . Resumen: El seguimiento de trayectorias predefinidas representa una problemática a resolver debido a las perturbaciones variables que se pueden presentar en los sistemas reales de los diferentes dispositivos mecatrónicos desarrollados en el mundo. El uso de controladores robustos garantiza que el error de seguimiento tienda a cero aun cuando se presentan perturbaciones que varían con el tiempo. En este trabajo se presenta la utilización del Control Robusto para el seguimiento de trayectorias predefinidas de un Rehabilitador de Tobillo basado en una mesa XY, se demuestra cómo, a partir del modelo matemático de la mesa XY, (movimientos lineales), se obtienen los movimientos angulares de la plataforma móvil y además se logran controlar dichos movimientos con el controla...
Diseño y control de Rehabilitador de tobillo basado en una Mesa XY
Ciencia e investigación
Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasiona... more Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasionan que las personas no puedan realizar actividades de la vida cotidiana. Cuando un músculo no se utiliza o se debilita, tiende a acortarse, resultando que las articulaciones se vuelvan rígidas, ocasionando deformidades o contracturas que, sin el estímulo del movimiento o una terapia física, pierden buena parte de sus aptitudes. Para mejorar la rehabilitación en lesiones de tobillo se han propuesto algunos sistemas que permiten mover y estirar los músculos y tendones suavemente como son las máquinas de rehabilitación de tobillo. En la presente publicación se propone un dispositivo rehabilitador de tobillo basado en una mesa XY. Se diseña un controlador PID con seguimiento de trayectorias planificadas para proporcionar movimientos suaves de rehabilitación. Se presentan algunos resultados de simulación utilizando el modelo matemático, y se comparan con las obtenidas con el prototipo virtual....
HipBot – The design, development and control of a therapeutic robot for hip rehabilitation
Mechatronics, 2015
ABSTRACT The hip is the strongest joint of the human body. A wide range of disorders and fracture... more ABSTRACT The hip is the strongest joint of the human body. A wide range of disorders and fractures can affect the hip. The use of therapeutic robots has the potential to reduce the physical workload of rehabilitation and to improve repeatability. In this paper, a simple hip-joint rehabilitation robot (HipBot) is presented to perform combined movements of abduction/adduction and flexion/extension. HipBot has 5-DOF and can perform combined movements. This system can learn specific exercise motions through a GUI and perform them without the physiotherapist. In addition, HipBot is capable of performing rehabilitation on both right and left legs (individually). The simple mechanism covers the requirements of stability and robustness necessary for hip-joint rehabilitation. The mechatronic design and control technique are described. The robot system was tested in a small group of healthy subjects. The experimental results carried out on healthy subjects proved the high performance of the rehabilitation device and showed its great potential.
Resumen— En este artículo se propone un control mioeléctrico para que el proceso de rehabilitació... more Resumen— En este artículo se propone un control mioeléctrico para que el proceso de rehabilitación de tobillos sea más interesante por medio del uso de señales mioeléctricas extraídas del músculo del antebrazo con el fin de controlar un rehabilitador de tobillo. Las señales mioeléctricas son registradas de la superficie de la piel del antebrazo y son preparadas antes de ser utilizadas como entradas de control para que el rehabilitador proporcione los movimientos de dorsiflexión -plantarflexión. Se presentan algunos resultados de pruebas con pacientes sanos con el control mioeléctrico aplicado a un rehabilitador de tobillo. Palabras clave— Control Mioeléctrico, señal mioeléctrica, rehabilitador de tobillo. Introducción En años recientes se ha incrementado el interés en desarrollar máquinas de rehabilitación o rehabilitadores, por compañías de desarrollo tecnológico, instituciones y universidades alrededor del mundo, para rehabilitar completamente la parte afectada (e.g. rodilla, tobi...
Rehabilitador de tobillo basado en una Mesa XY
ABSTRACT Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales... more ABSTRACT Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasionan que las personas no puedan realizar actividades de la vida cotidiana. Cuando un músculo no se utiliza o se debilita, tiende a acortarse, resultando que las articulaciones se vuelvan rígidas, ocasionando deformidades o contracturas que, sin el estímulo del movimiento o una terapia física, pierden buena parte de sus aptitudes. Para mejorar la rehabilitación en lesiones de tobillo se han propuesto algunos sistemas que permiten mover y estirar los músculos y tendones suavemente como son las máquinas de rehabilitación de tobillo. En la presente publicación se propone un dispositivo rehabilitador de tobillo basado en una mesa XY. Se diseña un controlador PID con seguimiento de trayectorias planificadas para proporcionar movimientos suaves de rehabilitación. Se presentan algunos resultados de simulación utilizando el modelo matemático, y se comparan con las obtenidas con el prototipo virtual. Palabras Clave: Rehabilitador de tobillo, Máquina de rehabilitación, Mesa XY. Abstract: Humans being subject to traumatic accidents which cause they cannot carry out activities of daily living. When a muscle is not used or gets weak, it tends to shorten, the joints become stiff, causing deformities or contractures and without a physical therapy lose their aptitudes. Ankle rehabilitation systems have been proposed to achieve the full range of motion and stretching smoothly the muscles and tendons. In this paper we propose a virtual prototype of an ankle based on a Table XY. A PID controller is designed with trajectory tracking task to provide smooth movements of rehabilitation. Some simulation results using the mathematical model are presented and compared with the obtained from the virtual prototype Keywords: Ankle rehabilitation machine, rehabilitation system, table XY. Introducción El objetivo de la rehabilitación es recuperar una función completa y sin limitaciones, sobre todo en los casos de las personas que desempeñan un trabajo físico y los deportistas que necesitan volver al mismo nivel de exigencia funcional. La actividad física, como rehabilitación, ha demostrado acelerar el proceso de curación. Algunos investigadores creen que la inactividad puede causar daños en el cuerpo, [1], se ha observado que la inmovilización de las articulaciones que han sido sometidas a cirugía es dañina; al mismo tiempo se supuso que si el movimiento intermitente era benéfico tanto para las articulaciones dañadas como para las saludables, entonces el movimiento continuo sería mucho más efectivo para usarse como rehabilitación. La rehabilitación, en un sentido general, es el proceso por el cual se recuperan las aptitudes físicas perdidas a causa de un incidente traumático mediante terapia física. La rehabilitación es benéfica para reducir la espasticidad, incrementar la potencia muscular y aumentar el control de la movilidad muscular (motricidad), mejorar las condiciones de pacientes con enfermedades neuromusculares [2]. La recuperación suele ser rápida en pacientes jóvenes, pero el progreso es generalmente más lento en los pacientes de mayor edad [2, 3]. Los esguinces de tobillos son causados por estiramientos o desgarres de los ligamentos que si no son tratados apropiadamente se corre el riesgo de sufrir un daño mayor [4], es decir, cuando un músculo no se utiliza o se debilita, tiende a acortarse, resultando que las articulaciones se vuelvan rígidas, ocasionando deformidades o contracturas que, sin el estimulo del movimiento o una terapia física, pierden buena parte de sus aptitudes. ________________________________________________________
Control Robusto de un Rehabilitador de Tobillo
Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasiona... more Resumen: Los seres humanos estamos sujetos a presentar incidentes traumáticos los cuales ocasionan que las personas no puedan realizar actividades de la vida cotidiana. Cuando un músculo no se utiliza o se debilita, tiende a acortarse, resultando que las articulaciones se vuelvan rígidas, ocasionando deformidades o contracturas que, sin el estímulo del movimiento o una terapia física, pierden buena parte de sus aptitudes. Para mejorar la rehabilitación en lesiones de tobillo se han propuesto algunos sistemas que permiten mover y estirar los músculos y tendones suavemente como son las máquinas de rehabilitación de tobillo. En el presente trabajo se presenta el diseño y construcción de un rehabilitador de tobillo basado en un robot paralelo de 3gdl, el cual proporciona los movimientos de dorsiflexión/plantarflexión e inversión/eversión realizados por el tobillo. Se presentan algunos resultados experimentales del prototipo físico y de simulación utilizando el prototipo virtual. Palabras Clave: robot paralelo, rehabilitador de tobillo, movimiento continuo pasivo.
Control Robusto de un Rehabilitador de Tobillo basado en una Mesa XY
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