[pt] MODELAGEM E DIMENSIONAMENTO DE MOTORES E CONVERSORES PARA ÓRTESE DE MEMBROS INFERIORES

[en] MODELLING AND SIZING OF MOTORS AND CONVERTERS FOR LOWER LIMB ORTHOSIS

[pt] THIAGO DE SA MARSIGLIA

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[pt] O desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias sempre foi motivado primariamente pela busca da melhoria da qualidade de vida humana em escala pessoal e social.Em tempos pré-industriais, estas tecnologias eram limitadas à contenção de desastres naturais e produção manual de bens de consumo. Com o desenvolvimento de tecnologias de informação, e as consequentes revoluções industriais, novas oportunidades tecnológicas se fizeram disponíveis. Destas oportunidades, a capacidade de complementar o corpo humano com tecnologias que reduzam o impacto da perda de mobilidade humana por idade ou outras causas,ou que permitam ao usuário destas tecnologias realizar ações previamente inéditas são motivos que justificam a formulação deste processo tecnológico. Consequentemente, este trabalho busca realizar a modelagem de um membro inferior humano como um corpo análogo a um manipulador robótico por meio de parâmetros de Denavit-Hartenberg. Esta modelagem é então usada para avaliar e quantificar o comportamento cinemático de uma perna humana realizando um ciclo de marcha completo em terreno plano, regular e conhecido. Este ciclo será mapeado em função das posições angulares das juntas da perna humana para cada etapa do ciclo, e em função das coordenadas cartesianas da extremidade final deste corpo, sendo esta a ponta do pé de uma perna, em um plano de referência comum também conhecido. Com este mapeamento, conceitos de controle serão empregados para avaliar a demanda energética de uma órtese que emule este comportamento. Deste modo será viabilizado o processo de dimensionamento dos componentes da órtese atuada e autônoma.

[en] The desire to improve the living conditions of human beings on a personal and social scale has been a constant motivation for the development and implementation of new technologies. In the pre-industrial eras such tecnologies were limited to containing natural disasters and the inconsistent small scale production of consumer goods.With the offset of the age of industrial revolutions, new technological oportunities have become available. From such oportunities, the capacity to complement the human body with technologies capable of reducing the impact of loss of mobility induced by age or other causes, or that allow the user to act in ways previously unseen justify the development of such a technological process. This work aims to model a human lower limb as a robotic arm analog through the Denavit-Hartenberg parameters. This model is then used to quantify e evaluate the cinematic and dynamic behavior of a human leg in the complete human gait cycle. This cycle is mapped in regards to the cartesian coordinates of it s lower extremity, the tip of the foot, and in regards to the angular position of each of it s joints, in a common plain of reference. Through this mapping, control concepts are employed to evalute the power needs of a powered orthosis that seeks to emulate the complete human cycle, and from this evaluatin the establishment of minimum specifications for the necessary components.

GUILHERME SIMON DA ROSA

WILLIAM DE SOUZA BARBOSA

2023-12-07

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.65378