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Título: DESIGN AND MOTION CONTROL OF AN OMNIDIRECTIONAL ROBOTIC WALKING CANE FOR ASSISTANCE OF MOTOR DISABILITIES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Autor(es): GIOVANNY ALBERTO MENESES ARBOLEDA

Colaborador(es):  MARCO ANTONIO MEGGIOLARO - Orientador
Número do Conteúdo: 27703
Catalogação:  19/10/2016 Idioma(s):  PORTUGUESE - BRAZIL

Tipo:  TEXT Subtipo:  THESIS
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=27703@1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=27703@2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.27703

Resumo:
Robotics already is an important part of modern daily routine, with a quite unlimited potential for the improvement of life quality. For instance, robotics can be a very attractive technology for physical rehabilitation of the human body. The present work presents a design proposal and study of the stability control of an omnidirectional robotic walking cane for assistance of motor disabilities. Non-invasive force sensors are used to register the user s motions and to control the robotic cane. Three omnidirectional wheels, each of them driven by a continuous electrical current motor, move the prototype in all planar directions without the need for turning. The chosen electrical motors are characterized by their easy control and low cost. The stick is fabricated in aluminum, a low-density material with good machinability, in order to both facilitate the user in transporting the cane and to ease the manufacturing process. The electronic system is comprised of three stages: (i) a Wheatstone bridge circuit for the acquisition of strain-gage signals for force and torque sensing; (ii) amplification and filtering with instrumentation amplifiers and Butterworth-type low pass filters; and (iii) processing and control, implemented on two PIC microcontrollers. The control of the robotics support is performed both by an admittance-based approach in parallel with a linear PI control. The quick response of this integrated control does not demand extra efforts from the user, thus providing a more natural sensation while walking. In particular, the system intends to detect whether the user is in the imminence of falling over, a likely scenario in eldercare.

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