Desenvolvimento de uma plataforma de força baseada em tacos de sapatilhas para ciclismo

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Araújo, Matheus de Oliveira
• Orientador(a): Balbinot, Alexandre
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Ciclismo; Biomecânica; Células de carga
• Palavras-chave em Inglês: Cycling; Strain gauge load cells; Cleats; 3 degrees of freedom; 6 degrees of freedom
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/234935

Nos últimos anos, o ciclismo é cada vez mais apontado como uma das soluções para a resolução dos problemas de transporte existentes nas grandes aglomerações urbanas. Desta forma, é crescente o número de praticantes em todo mundo, com boa parte deles se interessando por questões relacionadas à maximização de sua performance e de seu conforto, buscando longevidade e segurança contra lesões. Logo, torna-se necessário o desenvolvimento de ferramentas mais acessíveis que tenham o poder de fornecer as informações acerca da técnica dos usuários deste modal. Este trabalho, portanto, buscou o desenvolvimento de um sistema capaz de mensurar os esforços realizados pelo ciclista durante o movimento de pedalada, revelando parâmetros importantes como potência efetiva e assimetria bilateral. Para tal, dois modelos de células de carga extensométricas substitutas aos tacos utilizados nas sapatilhas foram propostos: o primeiro deles (com 3 graus de liberdade) foi modelado e construído com o intuito de mensurar as forças perpendicular e frontal e o momento frontal exercidos pelo ciclista. Sua calibração revelou um erro de linearidade máximo de 2; 35% e incerteza expandida (k = 2) máxima de 2; 27%. O segundo arranjo (com 6 graus de liberdade) foi modelado e construído com o intuito de mensurar as forças e momentos, caracterizando completamente o movimento de pedalada. Sua calibração revelou um erro de linearidade máximo de 4; 73% e incerteza expandida (k = 2) máxima de 2; 28%. Um conjunto de placas de condicionamento e de aquisição foram projetadas a fim de realizar a transcrição das leituras realizadas por um conversor analógico digital em forças e momentos a partir das funções de transferência experimentais obtidas. A análise estatística revelou que, para as forças efetivas médias, a potência mecânica efetiva média e para a assimetria bilateral média, o modelo de célula de carga é não-significativo mesmo que haja diferenças estruturais e de topologia da organização dos sensores, permitindo a intercambialidade entre as peças. Como resultado, obteve-se um sistema compacto e portátil que não modifica a característica de pedalada do ciclista, permitindo liberdade de movimentos e fácil troca entre bicicletas (desde que o sistema de encaixe seja compatível).