Desenvolvimento de dispositivos não motorizados para reabilitação do membro inferior humano
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18982 http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.270 |
Resumo: | 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. |
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Desenvolvimento de dispositivos não motorizados para reabilitação do membro inferior humanoDevelopment of non-motorized mechanisms for lower limb rehabilitationEngenharia mecânicaMembros inferiores - ReabilitaçãoMecanismos de quatro barrasSistemas de reabilitaçãoMembro inferiorJogos para terapiaAnalise de singularidadesFour-bar linkageRehabilitation systemsLower limbTherapy gamesSingularity analysisCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe 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.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)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.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaGonçalves, Rogério Saleshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706163Y3Carvalho, João Carlos Mendeshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797127J7Cavalini Junior, Aldemir Aparecidohttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4235430Y7Stoppa, Marcelo Henriquehttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799293A1Rodrigues, Lucas Antônio Oliveira2017-06-26T16:23:13Z2017-06-26T16:23:13Z2017-03-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfRODRIGUES, 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. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.270https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18982http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.270porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2020-03-13T18:56:22Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/18982Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2020-03-13T18:56:22Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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