Dissertação
Concept Development for Lower Limb Exoskeleton EVALUATED
A crescente aposta de grandes organizações no desenvolvimento de dispositivos de apoio ao movimento humano comprova que a era dos exoesqueletos chegou. Este trabalho pretende desenvolver um sistema de atuação para reduzir os gastos metabólicos resultantes do movimento humano, aplicável a várias articulações. Sendo um sistema semi-passivo, as suas principais características são a reduzida dimensão, leveza e baixo consumo. Com vista a obter uma prova de conceito, para ensaio laboratorial, foi desenvolvido um exosqueleto de tornozelo composto pelos sistemas estrutural, de atuação e de controlo. O sistema de atuação é composto por uma mola de torção compacta, sendo o sistema de controlo constituído por uma embraiagem mecânica, um solenoide e uma placa de controlo. Este incorpora igualmente um Inertial Measurement Unit e dois sensores de posição angulares, que adquirem a aceleração e velocidade angular resultantes do movimento, e monitorizam tanto o ângulo da mola como o ângulo da articulação. Os dados obtidos permitem a identificação do ciclo de marcha, para que o sistema de controlo possa definir quando o sistema de atuação é solicitado. O algoritmo de controlo, gerado num Arduino IDE, define o instante de atuação do solenoide, assegurando o bloqueio da embraiagem, o que possibilita o carregamento da mola através do movimento do utilizador. A energia é armazenada na mola, e devolvida ao utilizador oportunamente, reduzindo os seus gastos metabólicos. Os resultados atingidos permitiram validar o conceito desenvolvido e ajudaram a identificar, melhorias adicionais, conduzindo a um protótipo funcional.
janeiro 26, 2021, 15:0
Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Associado