Desenvolvimento de um protótipo de plataforma de força móvel extensométrica para calçado

• Autor(a) principal: Sehnem, Rômulo
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/142854
• topic: Engenharia elétrica; Instrumentation; LabVIEW; SolidWorks; Movable Force Plate; Strain Gage; Signal Conditioner; Load Cell

A proposta deste trabalho é desenvolver uma plataforma de força móvel a ser engastada em solado de calçado convencional. O intuito é mensurar, em quatro pontos distintos, as forças de reação normais ao solado durante a marcha humana. A estrutura mecânica de cada plataforma de força móvel é constituída de quatro células de carga, desenvolvidas no software SolidWorks®, de modo a suportar uma carga máxima de 203,8 kgF dentro do regime elástico de deformação, considerando o aço inoxidável SAE 420C. Cada célula de carga é sensoriada por quatro extensômetros de resistência elétrica montados em ponte de Wheastone (sendo dois strain-gages em função passiva, para compensação de efeitos térmicos), cujo sinal diferencial é condicionado, adquirido por uma placa DAQ NI USB-6009 da National InstrumentsTM, armazenado em microcomputador através do software LabVIEWTM 8.6 e processado e gerado os seus gráficos no software MatLab. Foram realizadas simulações de frequência no software SolidWorks®, obtendo-se o modo fundamental de vibração da célula de carga em 2242,3 Hz. Por meio de ensaio dinâmico experimental, encontrou-se o valor da frequência fundamental de ressonância, de 2100 Hz, uma diferença de 6% em relação à estimativa teórica. Cada uma das oito células de carga foi calibrada estaticamente por meio de ensaio padronizado de aplicação progressiva de carga com pesos padrão, atingindo-se um erro de linearidade máximo de 1,25% nas células de carga 1, 3 e 7. Por fim, para a conformação da forma de curva das forças de reação ao solado de calçado convencional, foi realizado ensaio experimental de utilização dos protótipos de plataforma de força móvel por um voluntário de massa 92,5 kg, aproximadamente. Encontrou-se a clássica curva em forma de “M”, a mesma descrita na literatura.