Publicação: Desenvolvimento de uma estrutura robótica atuada por cabos para
reabilitação/recuperação dos movimentos do ombro humano
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Orientador
Coorientador
Gonçalves, Rogério Sales
Resumo
Os robôs tem sido muitos utilizados em várias áreas, não somente nas indústrias.
Estudos com robôs aplicados na reabilitação humana são desenvolvidos visando um maior
bem estar ao paciente, para estas tarefas estes podem ser mais eficientes na realização
destes exercícios do que os humanos, por poderem, geralmente, gravar informações como
posição, trajetória, força, velocidade e explorar o desempenho do motor durante os
movimentos para guiar o membro do paciente. As estruturas paralelas atuadas por cabos
têm atraído a atenção dos pesquisadores por causa de uma série de benefícios que os
tornam adequados para fins de reabilitação como: espaço de trabalho maior que as
estruturas paralelas convencionais e que podem ser adaptados a diferentes pacientes e
terapias; estrutura mecânica de fácil montagem e desmontagem; podem ser transportados e
a principal vantagem é a aceitação do paciente já adaptado a terapias que utilizam cordas.
Este trabalho visa construir uma estrutura robótica paralela atuada por cabos voltada para
reabilitação do membro superior com ênfase no ombro. Para atingir o objetivo desta
dissertação, primeiramente é realizado o estudo das estruturas robóticas existentes para
reabilitação do membro superior. Após, é apresentado o membro superior com os seus
principais movimentos e amplitudes. Na seqüência é apresentada a estrutura proposta e sua
modelagem matemática. O estudo do espaço de trabalho da estrutura proposta é realizado
em função dos movimentos do ombro humano. Finalmente, são apresentados o protótipo do
CaMaReS (Cable Manipulator for Rehabilitation of Shoulder), simulações gráficas e
numéricas e os testes experimentais realizados.
Abstract
The robots have been used in many different areas, not only in industry. Studies with
robots applied in human rehabilitation are developed to a greater well-being of the patient, for
these tasks can be more efficient in performing these exercises than humans, because they
can usually record information such as position, trajectory, power, speed and exploit the
engine performance during movements to guide the limb of the patient. Thus, robots
actuated by parallel cables have attracted researchers\' attention because of a number of
benefits that make them suitable for rehabilitation purposes as workspace larger than the
conventional parallel structures that can be adapted to different patients and therapies; easy
assembly and disassembly mechanical structure, can be transported, the main advantage is
the acceptance of patients already adapted therapies using cables. Thus, this work aims to
build a parallel robotic structure actuated by cables toward the upper limb rehabilitation with
emphasis on the shoulder. To achieve the goal of this dissertation, it is first carried out the
study of existing structures for robotic rehabilitation of upper limb. After the upper limb is
presented with its main movements and amplitudes. Following is presented the proposed
structure and its mathematical modeling. The study of the workspace of the proposed
structure is performed in accordance with movements of the human shoulder. Finally, is
presented the prototype of CaMaReS (Cable Manipulator for Rehabilitation of Shoulder),
graphical and numerical simulations and experimental tests performed.
Palavras-chave
Estruturas paralelas, Reabilitação humana, Robotics, Cable parallel manipulator, Shoulder, Rehabilitation, Robótica, Ombro, Reabilitação
Citação
NUNES, Wilgo Moreira. Development of cable-based parallel manipulator for rehabilitation/
recovery of shoulder movements. 2012. 134 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2012. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2012.16