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dc.contributor.advisor1Claysson Bruno Santos Vimieiropt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0149542794493944pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Renan Fernandes Kozanpt_BR
dc.contributor.referee1Luciano Luporini Menegaldopt_BR
dc.contributor.referee2Rudolf Huebnerpt_BR
dc.creatorGuilherme de Paula Rúbiopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2357663785713436pt_BR
dc.date.accessioned2021-05-05T20:33:18Z-
dc.date.available2021-05-05T20:33:18Z-
dc.date.issued2020-02-11-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/35897-
dc.description.abstractThis master’s thesis presents the design, analysis and test of robotic actuators applied to an upper limb orthosis, used in the post stroke individuals rehabilitation, developed by the Bioengineering Laboratory of the Federal University of Minas Gerais. The Stroke is a common disease that affects countless people in Brazil and worldwide, resulting in upper limbs sequelae. Therapy techniques are used to try to restore the limb mobility to these people. Among of them, the robotic therapy has been showing the ability to rehabilitate these individuals in a satisfactory manner. For this, the development of the actuators used in this type of device is principal point to improve and optimize this therapy. This work shows the design of two actuators that perform finger opening and elbow flexion and extension. The design and selection of artificial tendons using a tensile strength test is shown, as well as the design of a power screw that pulls and relaxes the cables of this actuation mechanism. In the elbow actuator, a mechanism was design to generate an output torque of 12 Nm, as well as the structure simulations used to support the actuator and prevent involuntary pronation performed during elbow flexion. To trigger the actuators, a triggering system using limit switches, encoder and a microcontroller was developed. Finally, a test was carried out with an post stroke individual, analyzing the movement capacity that is reached by the device. With the tensile strength tests, a DuPont TM Kevlar R rope was selected as an artificial tendon. A power screw with 12 mm in diameter, 3 fillets and 2 mm pitch was used as a artificial tendon traction system. A four bar mechanism, driven by a power screw with 12 mm diameter, 4 fillets and 2 mm pitch, was used to generate the elbow flexion and extension movement. The device was able to fully open the fingers, during the tests with a user, in 2.32 seconds and flex or extend the elbow in 4.14 seconds. In addition, the device provided the volunteer with the return of the ability to perform bi-manual activities, became it able to pick up some objects. With the results obtained, it is demonstrated that using these actuators in a robotic orthosis, it is possible that they present an increase in the capacity of health professionals to rehabilitate individuals after stroke.pt_BR
dc.description.resumoEsta dissertação apresenta o projeto, a análise e o teste de atuadores robóticos aplicados em uma órtese para membro superior, utilizada na reabilitação de indivíduos pós acidente vascular encefálico, desenvolvida pelo Laboratório de Bioengenharia da Universidade Federal de Minas Gerais. O acidente vascular encefálico, popularmente conhecido como derrame, é um doença comum que afeta inúmeras pessoas no Brasil e no mundo, acarretando em sequelas nos membros superiores. Técnicas de terapia são utilizadas para tentar devolver a essas pessoas a mobilidade do membro. Entre elas, a terapia robótica vem mostrando ter a capacidade de reabilitar esses indivíduos de maneira satisfatória. Para isso, o desenvolvimento dos atuadores utilizados nesse tipo de dispositivo é fundamental para aperfeiçoar e otimizar essa terapia. Esse trabalho mostra o projeto de dois atuadores que executam a abertura dos dedos e a flexão e extensão de cotovelo. O projeto e a seleção de tendões artificiais utilizando um ensaio de tração é mostrado, bem como o projeto de um parafuso de potência que traciona e relaxa os cabos desse mecanismo de atuação. No atuador do cotovelo, um projeto de mecanismo para gerar um torque de saída de 12 Nm é demonstrado, bem como as simulações da estrutura utilizada para suportar o atuador e prevenir a pronação involuntária realizada durante a flexão de cotovelo. Acionando os atuadores, um sistema de acionamento utilizando sensores fim de curso, encoder e um microcontrolador foi desenvolvido. Por fim, foi realizado um teste com um indivíduo pós acidente vascular encefálico, analisando a capacidade de movimentação que é atingida pelo dispositivo. Com os testes de tração, uma corda de feita de DuPontTM Kevlar R , foi selecionada como tendão artificial. Um parafuso de potência, com 12 mm de diâmetro, 3 filetes e passo 2 mm foi utilizado como sistema de tração dos tendões. Um mecanismo 4 barras, impulsionado por um parafuso de potência com 12 mm de diâmetro, 4 filetes e passo 2 mm, foi utilizado para gerar o movimento de flexão e extensão de cotovelo. O conjunto foi capaz de abrir completamente os dedos, durante os teste com uma usuária, em 2,32 segundos e flexionar ou estender o cotovelo em 4,14 segundos. Além disso, o dispositivo proporcionou à voluntária o retorno da capacidade na realização de atividade bi manuais, fazendo com que esta conseguisse pegar alguns objetos. Com os resultados obtidos, é demonstrado que utilizando esses atuadores em um órtese robótica, é possível que eles apresentem um aumento na capacidade dos profissionais da saúde em reabilitar indivíduos pós acidente vascular encefálico.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipFINEP - Financiadora de Estudos e Projetos, Financiadora de Estudos e Projetospt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAtuadores robóticospt_BR
dc.subjectBioengenhariapt_BR
dc.subjectTerapia robóticapt_BR
dc.subjectMembro superiorpt_BR
dc.subject.otherEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.otherBioengenhariapt_BR
dc.subject.otherMembros superiorespt_BR
dc.titleProjeto de atuadores robóticos aplicados a uma órtese de membro superiorpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-7337-9128pt_BR
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