Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-14Bitstream added on 2014-06-13T20:18:21Z : No. of bitstreams: 1 nogueira_rp_me_guara.pdf: 931314 bytes, checksum: 6d876c670577d2caa4189e93a9106a4f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O sedentarismo é crescente na população mundial e com ele cresce a incidência das doenças crônicas degenerativas. Em contrapartida têm-se os exercícios físicos que são recomendados para a prevenção, tratamento e reabilitação dessas doenças. A musculação é um desses exercícios e sua prática cresce cada dia mais. Dentre todos os exercícios que podem ser realizados na musculação, está o agachamento, que é muito utilizado para fortalecer a musculatura dos membros inferiores, porém a execução errônea do mesmo pode acarretar lesões irreversíveis ao praticante. Atualmente são utilizados conceitos biomecânicos para estudar e compreender os esforços mecânicos acerca do agachamento visando a proteção do sistema musculoesquelético. A presente dissertação tem como objetivo aplicar o método de Kane a um modelo de corpo humano buscando analisar os torques articulares e as forças nos tendões musculares dos membros inferiores durante o exercício de agachamento. A instrumentação contou com modelo biomecânico bidimensional (2D) desenvolvido a partir do método de Kane, que consiste na análise do sistema multicorpo através de conceitos de velocidades, forças ativas e inércia generalizadas. Os resultados de pico de torque encontrados foram de 36,9 N.m no tornozelo, 51 N.m no joelho e 119,1 N.m no quadril. Os resultados de picos de força nos tendões musculares foram de 1290 N no gastrocnêmio, 723 N no quadríceps e 730 N nos isquiotibiais. O método se mostrou eficaz ao calcular os esforços mecânicos nas articulações de membros inferiores, porém são necessários mais estudos englobando um maior número de variáveis para completa elucidação do assunto. / Physical inactivity is increasing in the world population and with it the incidence of chronic degenerative diseases grows. In contrast, there are the exercises that are recommended for the prevention, treatment and rehabilitation of these diseases. Strength training is one of these exercises and their practice grows every day. Among all the exercises can be performed, is the squat, which is widely used to strengthen the muscles of the lower limbs, however the erroneous execution can result in irreversible damage. Biomechanical concepts are currently used to study and understand the mechanical stress on the squat in order to protect the musculoskeletal system. This study aims to apply the Kane’s method to a human body model seeking to analyze the joint torques and muscle forces in the tendons of the lower limbs during the squat. The instrumentation featured biomechanical model with two-dimensional (2D) developed from Kane’s method, which consists of analysis of multibody systems using concepts of generalized speed, generalized active forces and generalized inertia. The results of peak torque were 36.9 N.m in the ankle, 51 N.m in the knee and 119.1 N.m in the hip. The results of peak strength in the muscle tendons were 1290 N in the gastrocnemius, 723 N in the quadriceps to 730 N in the hamstrings. The method was reliable to calculate the mechanical stress on the joints of the lower limbs, but more studies are needed covering a larger number of variables to complete elucidation of this subject.

Há mais de uma década os robôs paralelos têm atraído a atenção das comunidades acadêmica e industrial devido às suas vantagens potenciais sobre as arquiteturas predominantes - as seriais. Dentre estas vantagens, pode-se citar a leveza, as elevadas velocidades e acelerações e a capacidade de carga. A aplicação industrial mais promissora para estas arquiteturas alternativas de robôs são as operações \"pega-e-põe\", necessárias nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de componentes eletrônicos. Neste trabalho apresenta-se um robô paralelo, concebido com a finalidade de realizar operações \"pega-e-põe\" no espaço bidimensional (plano). O objetivo principal é a análise dinâmica deste mecanismo, empregando o método de Kane, para a determinação dos torques dos atuadores e das forças de reação, causados pelo efeito dinâmico de sua movimentação, quando a garra esteja sujeita a esforços externos e realizando uma trajetória retilínea ou circular em movimento uniforme ou uniformemente variado. Para tanto, desenvolveu-se nesta dissertação a análise cinemática do robô, um estudo de possíveis trajetórias para a garra, o levantamento do espaço de trabalho, bem como a análise dinâmica correspondente. Incluiu-se também diversas simulações para caracterizar melhor suas propriedades. / For over a decade parallel robots have attracted the interest from academic and industrial communities due to their potential advantages over the predominant serial architecture. Among these advantages are the lighter weight and higher speeds, accelerations, and load capacity. The most promising industrial application for these alternative architectures are the pick-and-place operations, which are needed in food, pharmaceutical and electronics industries. We show here a parallel robot designed to perform pick-and-place operations in two dimensions , i.e., on a plane. The main goal is the dynamical analysis of this mechanism by means of the Kane method. We determine the torques of the actuators and the reaction forces caused by the dynamical effects of its movement, when its end-effector is subject to external load. The cases of uniform and accelerated movements, with either straight or circular trajectory, are considered. Therefore, in this dissertation we present the kinematics analysis of the robot, an analysis of possible end-effector trajectories, the workspace development, and the corresponding dynamical analysis. A few simulations are also included to better describe its properties.

Há mais de uma década os robôs paralelos têm atraído a atenção das comunidades acadêmica e industrial devido às suas vantagens potenciais sobre as arquiteturas predominantes - as seriais. Dentre estas vantagens, pode-se citar a leveza, as elevadas velocidades e acelerações e a capacidade de carga. A aplicação industrial mais promissora para estas arquiteturas alternativas de robôs são as operações \"pega-e-põe\", necessárias nas indústrias alimentícia, farmacêutica e de componentes eletrônicos. Neste trabalho apresenta-se um robô paralelo, concebido com a finalidade de realizar operações \"pega-e-põe\" no espaço bidimensional (plano). O objetivo principal é a análise dinâmica deste mecanismo, empregando o método de Kane, para a determinação dos torques dos atuadores e das forças de reação, causados pelo efeito dinâmico de sua movimentação, quando a garra esteja sujeita a esforços externos e realizando uma trajetória retilínea ou circular em movimento uniforme ou uniformemente variado. Para tanto, desenvolveu-se nesta dissertação a análise cinemática do robô, um estudo de possíveis trajetórias para a garra, o levantamento do espaço de trabalho, bem como a análise dinâmica correspondente. Incluiu-se também diversas simulações para caracterizar melhor suas propriedades. / For over a decade parallel robots have attracted the interest from academic and industrial communities due to their potential advantages over the predominant serial architecture. Among these advantages are the lighter weight and higher speeds, accelerations, and load capacity. The most promising industrial application for these alternative architectures are the pick-and-place operations, which are needed in food, pharmaceutical and electronics industries. We show here a parallel robot designed to perform pick-and-place operations in two dimensions , i.e., on a plane. The main goal is the dynamical analysis of this mechanism by means of the Kane method. We determine the torques of the actuators and the reaction forces caused by the dynamical effects of its movement, when its end-effector is subject to external load. The cases of uniform and accelerated movements, with either straight or circular trajectory, are considered. Therefore, in this dissertation we present the kinematics analysis of the robot, an analysis of possible end-effector trajectories, the workspace development, and the corresponding dynamical analysis. A few simulations are also included to better describe its properties.