Title: Optimización De La Síntesis De Un Mecanismo De 6 Barras Stephenson I Para Una Protesis De Rodilla Mediante Algoritmos Genéticos Y Matlab
Advisor(s): León Lescano, Edward Javier
Issue Date: 16-Jan-2018
Institution: Universidad Nacional de Trujillo
Abstract: El presente trabajo titulado “Optimización de la síntesis de un mecanismo de 6 barras Stephenson I para una prótesis de rodilla mediante algoritmos genéticos y Matlab”, se desarrolló utilizando el método de algoritmos genéticos, para el diseño de mecanismos articulados de cuatros barras, aplicado a este sistema de seis barras.
Para optimizar el mecanismo se definió cinco posiciones prescritas correspondientes a cinco posiciones del fémur, de estas posiciones se tomaron diez puntos de precisión, cinco pertenecientes al mecanismo 1, y los otros cinco pertenecientes al mecanismo 2.
El mecanismo Stephenson I, se tomó como la composición de dos mecanismos articulados de cuatro barras independientes entre sí, aplicando así el código de programación de optimización de síntesis por algoritmos genéticos para mecanismos de cuatro barras desarrollado en Matlab, a cada uno; con una población creada aleatoriamente, en base al dominio de cada variable (longitud de los eslabones y ángulo de movimiento) de diez mil individuos, y codificada (sistema binario), con la intención que facilite el uso de los operadores genéticos (selección, cruce y mutación), la elaboración de una función en base a las ecuaciones de Freudenstein para la evaluación de los individuos; con una condición de paro para un máximo número de mil generaciones o un error de 0.001; para luego acoplar dichos mecanismos obteniendo así el mecanismo Stephenson I deseado.
El método de optimización de síntesis por algoritmos genéticos, aplicado a la generación de movimiento para cinco posiciones de los puntos del eslabón acoplador de un mecanismo Stephenson I, permitió encontrar las longitudes representativas de los eslabones de una prótesis de rodilla, con un error de 0.001, finalmente se llevó a cabo el diseño y simulación del mecanismo obtenido mediante el Software Geogebra donde se comprobó que el mecanismo logra posicionarse en los puntos prescritos.
Note: This paper entitled "Optimization of the synthesis of a 6-bar Stephenson I mechanism for a knee prosthesis using genetic algorithms and Matlab grip", was developed using the method of genetic algorithms to design of articulated four bar mechanisms applied to this system of six bars.
To optimize the mechanism five corresponding prescribed positions defined five positions of the femur, of these positions ten points precision five belonging to the mechanism 1, and five belonging to the mechanism 2.
Stephenson I, mechanism was taken as the composition of two mechanisms articulated four separate bars each other, thus applying the programming code optimization synthesis by genetic algorithms for four-bar linkage developed in Matlab, each; with a randomly created population, based on the domain of each variable (length of the links and angle of movement) of eight thousand individuals, and encoded (binary system), intended to facilitate the use of genetic operators (selection, crossover and mutation), the development of a function based on Freudenstein equations for the evaluation of individuals; with a stop condition for a maximum of a thousand generations or an error of 0.001; then attach these mechanisms thus obtaining the desired Stephenson I mechanism.
The optimization method of synthesis by genetic algorithms applied to the generation of movement for five positions of coupling points of a Stephenson I mechanism, allowed to find the representative lengths of the links of a knee prosthesis, with an error of 0.001, was finally carried out the design and simulation of mechanism obtained by Geogebra Software where it was found that the mechanism achieves a position in the prescribed points.
Discipline: Ingeniería
Grade or title grantor: Universidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingeniería
Grade or title: Ingeniero Mecánico
Register date: 3
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