Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18982
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Desenvolvimento de dispositivos não motorizados para reabilitação do membro inferior humano
Alternate title (s): Development of non-motorized mechanisms for lower limb rehabilitation
Author: Rodrigues, Lucas Antônio Oliveira
First Advisor: Carvalho, João Carlos Mendes
First coorientator: Gonçalves, Rogério Sales
First member of the Committee: Cavalini Junior, Aldemir Aparecido
Second member of the Committee: Stoppa, Marcelo Henrique
Summary: O objetivo deste trabalho e desenvolver três dispositivos nao-motorizados para a reabilitaçao de cada uma das articulações do membro inferior humano. Este tipo de sistema esta disponível no comercio, porem seu acionamento e motorizado e automatico. A construçao dos sistemas aqui propostos visa explorar mecanismos puramente mecanicos, esperando obter sistemas mais facilmente operados por pacientes e profissionais da saude. A modelagem matematica dos mecanismos e obtida a partir da analise de mecanismos de quatro barras e do equilíbrio estatico do sistema. Os mecanismos transmitem movimento angular gerado pelo braco do paciente para um movimento oscilatório, direcionado as articulacoes da perna a serem trabalhadas. Os mecanismos sao dimensionados com o auxílio de um algoritmo genetico denominado evolucao diferencial e um algoritmo para a analise de singularidades a partir da matriz geometrica dos sistemas. A partir deste modelo foi construído um prototipo para o movimento do joelho, a fim de validar a sa ída angular dos mecanismos propostos, averiguar a existência de singularidades e realizar testes utilizando um boneco de madeira antropometrico. Utilizou-se tambem o prototipo para o desenvolvimento de um jogo controlado pelo paciente como incentivo para a realizacao dos exercícios.
Abstract: The objective of this work is to present the development of three non-motorized mechanisms for rehabilitation of each joint of the human lower limb. This type of system already exists but it is motorized and automatic. The structures here are mechanical devices, in order to obtain the system proposed whose operation is simpler for both patients and health professionals. The mathematical modeling of the mechanisms is based on the four-bar linkages and the static equilibrium of the system. The mechanism transmits angular movement generated by the patient’s arm to an oscillatory movement on the respective joint to be moved. For designing each bar of the mechanisms, it is used a genetic algorithm called differential evolution and singularity analysis based on the geometrical matrix of the systems. To validate the system, a prototype for the knee was constructed to verify the angular outputs, check the existence of singularities, and to execute exercises with a wooden test dummy. This prototype was also used for the development and implementing a game, controlled by the patient, helping its motivation exercises.
Keywords: Engenharia mecânica
Membros inferiores - Reabilitação
Mecanismos de quatro barras
Sistemas de reabilitação
Membro inferior
Jogos para terapia
Analise de singularidades
Four-bar linkage
Rehabilitation systems
Lower limb
Therapy games
Singularity analysis
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: RODRIGUES, Lucas Antônio Oliveira. Desenvolvimento de dispositivos não motorizados para reabilitação do membro inferior humano. 2017. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.270
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.270
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18982
Date of defense: 17-Mar-2017
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