Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3811_1.pdf: 1870062 bytes, checksum: a96b4453d906b771290ab59f23b1d412 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho está focado na modelagem matemática e simulação de um robô bípede. Parte da nossa modelagem matemática visa calcular as posições e velocidades de cada ponto do robô bípede, em cada instante de tempo, nos seus aspectos cinemáticos a partir de dados obtidos de sensores inerciais. Neste trabalho essa modelagem foi feita através da utilização de um sistema auxiliar de coordenadas 3D. E também da construção e utilização de um integrador numérico para as velocidades angulares e acelerações lineares desse sistema, solidário a cintura do robô bípede, com isso poderemos conhecer deslocamentos e rotações sofridos por todas as partes do robô em relação a um sistema global de coordenadas. A estratégia é primeiro obter o deslocamento da origem e as rotações dos eixos do sistema local de coordenadas, para, então, a partir das rotações dos motores obter o movimento das outras partes. Com isto pode-se reconstituir toda a dinâmica em tempo suficiente para qualquer atitude de controle ou avaliação de desempenho do mesmo

A análise da marcha humana é um dos principais recursos que podem ser utilizados no estudo e tratamento de patologias que envolvem o aparelho locomotor. O presente trabalho visa o projeto e a construção de um robô bípede antropomórfico para ser, juntamente com um laboratório de marcha, uma ferramenta de auxílio aos profissionais da saúde na análise da marcha humana. O robô construído é capaz de reproduzir, de uma forma assistida, padrões de marcha reais, cujos dados são previamente adquiridos por um laboratório de marcha. As características dimensionais e cinemáticas desse robô são semelhantes às de um corpo humano. Dessa forma, a escolha das dimensões dos membros do robô e das faixas de movimentação de suas articulações foi baseada em dados provenientes de corpos humanos. Além disso, para garantir uma semelhança ainda maior com o corpo humano, um mecanismo paralelo foi selecionado para ser o responsável pelos movimentos das articulações do tornozelo e do quadril. Um sistema de sensoriamento barato, baseado em sensores de inclinação e de contato, foi desenvolvido para avaliar a reprodução da marcha humana por parte do robô. Agora, para acionar o robô, servo motores controlados por sinais PWM foram utilizados. Esse trabalho também apresenta o desenvolvimento de um modelo dinâmico tridimensional do robô que considera a sua interação com o solo. / The analysis of the human gait is one of the main resources that can be used in studies and treatment of pathologies which involve the locomotor system. The goal of this research is to design and to build an anthropomorphic biped robot to be used as a tool that could help health professionals to study the human gait. Once built, the robot can reproduce in an assisted way, real gait patterns based on datas that were previously acquired by a gait laboratory. The dimensionals and kinematics traits of this robot are alike to the human body. Therefore the choice of the limb dimensions from the robot and the bustle ranges of its articulations were based on datas originated in human bodies. Beyond this and to guarantee a great similarity to the human body a parallel mechanism was selected to be the responsible for the articulations movements of the ankle and hip. A cheap sensor system based on tilt and contact sensors was developed to evaluate the reproduction of the human gait by the robot. To operate the robot servo-motors controlled by PWM signals were used. This study also presents the development of a three-dimensional dynamic model of the robot that considers its interaction with the ground.

A análise da marcha humana é um dos principais recursos que podem ser utilizados no estudo e tratamento de patologias que envolvem o aparelho locomotor. O presente trabalho visa o projeto e a construção de um robô bípede antropomórfico para ser, juntamente com um laboratório de marcha, uma ferramenta de auxílio aos profissionais da saúde na análise da marcha humana. O robô construído é capaz de reproduzir, de uma forma assistida, padrões de marcha reais, cujos dados são previamente adquiridos por um laboratório de marcha. As características dimensionais e cinemáticas desse robô são semelhantes às de um corpo humano. Dessa forma, a escolha das dimensões dos membros do robô e das faixas de movimentação de suas articulações foi baseada em dados provenientes de corpos humanos. Além disso, para garantir uma semelhança ainda maior com o corpo humano, um mecanismo paralelo foi selecionado para ser o responsável pelos movimentos das articulações do tornozelo e do quadril. Um sistema de sensoriamento barato, baseado em sensores de inclinação e de contato, foi desenvolvido para avaliar a reprodução da marcha humana por parte do robô. Agora, para acionar o robô, servo motores controlados por sinais PWM foram utilizados. Esse trabalho também apresenta o desenvolvimento de um modelo dinâmico tridimensional do robô que considera a sua interação com o solo. / The analysis of the human gait is one of the main resources that can be used in studies and treatment of pathologies which involve the locomotor system. The goal of this research is to design and to build an anthropomorphic biped robot to be used as a tool that could help health professionals to study the human gait. Once built, the robot can reproduce in an assisted way, real gait patterns based on datas that were previously acquired by a gait laboratory. The dimensionals and kinematics traits of this robot are alike to the human body. Therefore the choice of the limb dimensions from the robot and the bustle ranges of its articulations were based on datas originated in human bodies. Beyond this and to guarantee a great similarity to the human body a parallel mechanism was selected to be the responsible for the articulations movements of the ankle and hip. A cheap sensor system based on tilt and contact sensors was developed to evaluate the reproduction of the human gait by the robot. To operate the robot servo-motors controlled by PWM signals were used. This study also presents the development of a three-dimensional dynamic model of the robot that considers its interaction with the ground.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7608_1.pdf: 4351687 bytes, checksum: 1cf4c5b1224957a01f5d7ef04c0a0c4f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Sistemas robóticos humanóides ainda não estão facilmente disponíveis a qualquer pesquisador. São comuns trabalhos que apresentam estratégias de controle para robôs bípedes e algoritmos de inteligência artificial desenvolvidos em ambientes de simulação e impossibilitados de passar por testes de funcionamento no mundo real. No intuito de disponibilizar para outros pesquisadores uma plataforma robótica de baixo custo e que possa ser utilizada para testes exaustivos de algoritmos de Inteligência Artificial, validação de estudos estáticos e dinâmicos da movimentação de bípedes e pesquisas na área de bioengenharia e próteses robóticas realizou-se o projeto do sistema robótico MNerim. Este trabalho se propõe a apresentar ao leitor as tecnologias utilizadas para o desenvolvimento de dispositivos robóticos e mostrar a construção de um robô bípede autônomo