Dinâmica, controle e análise de estabilidade de uma cadeira de rodas motorizada com sistema de locomoção epicíclico capaz de superar obstáculos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Pastro, Thiago Rogério Schmidt
• Orientador(a): Riascos, Luis A. M.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do ABC
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Energia
• Link de acesso: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105881&midiaext=74174; http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105881&midiaext=74174/index.php?codigo_sophia=105881&midiaext=74173

Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) no Censo 2010, a deficiência motora foi o segundo tipo de deficiência que mais incidiu sobre a população, onde 13.265.599 pessoas declararam ter dificuldade de locomoção, representando 7,0% da população brasileira. Muitas destas pessoas são cadeirantes e sofrem por constantemente precisar de ajuda externa para subir ou descer escadas em ambientes que não contém rampas, como em muitas escolas, universidades, casas, hospitais, shoppings, estações rodoviárias e meios de transporte. Neste trabalho, serão estudados diversos mecanismos de locomoção da área da robótica móvel que podem ser utilizados na área de tecnologia assistiva. Primeiramente, haverá uma análise, indicando os prós e contras de cada um, no que se refere a executar a função de superar obstáculos através de uma cadeira de rodas, com o menor consumo de energia. O mecanismo epicíclico, muito utilizado não só no campo darobóticamóvel, mas em outras áreas, foi identificado como o mais adequado à aplicação. Sua estrutura foi projetada, melhorada e adaptada à cadeira de rodas. Através de uma análise multicorpos com as equações de Euler-Lagrange e o princípio do trabalho virtual, foi possível desenvolver um modelo que representasse o comportamento dinâmico do sistema. Com isso foi possível estimar sua eficiência energética frente a outras cadeiras já disponíveis no mercado (como as cadeiras do tipo esteira que executam a mesma função), e identificar situações que pudessem por em risco o cadeirante (como na superação de obstáculos durante descidas). Mostrou-se, portanto, a necessidade de implementação de um controlador de velocidade para garantia de estabilidade ao cadeirante nestas situações. O sistema de controle mostrou ser estável, atendendo as especificações de desempenho, com sinais de controle sempre dentro dos limites do atuador. As cadeiras com sistema epicíclico mostraram-se superiores às do tipo esteira, em muitos aspectos tais como: adaptabilidade ao terreno, vibração, consumo de energia, etc, o que a torna uma concorrente promissora na área de tecnologia assistiva dedicada à superação de obstáculos.