Orientador: Ricardo Machado Leite de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_AletheaGomesNardini.pdf: 1729436 bytes, checksum: 0866174ca722c5ed18e3f01aa5215a5d (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A marcha humana é um movimento complexo que integra todos os segmentos corporais. Ela é objeto de pesquisa em laboratórios de todo o mundo e nestes o principal protocolo adotado, protocolo Helen Hays, analisa apenas o movimento dos membros inferiores e pelve e, através da interpretação dos resultados, muitos procedimentos invasivos e/ou conservadores podem ser prescritos. O objetivo geral deste trabalho é propor, avaliar e aplicar modelos de representação biomecânica dos membros superiores e escápula visando a análise de marcha. Um segundo objetivo é integrar os modelos propostos ao protocolo experimental para análise de marcha descrito por ANDRADE (2002). O corpo humano foi modelado como um sistema de quinze corpos rígidos articulados, cada um representando um segmento corporal. A cada segmento foi associado um sistema de coordenadas e a posição e a orientação relativas entre dois segmentos foram descritas, respectivamente, pela translação entre suas origens e pela rotação entre as bases a eles associadas. Os modelos de representação do braço e escápula adotados neste trabalho seguem a recomendação da Sociedade Internacional de Biomecânica. Foram avaliados três voluntários do sexo feminino, sem histórico de patologias ou comprometimento da marcha e dois voluntários do sexo masculino portadores de Paralisia Cerebral Diplégica. Os resultados foram avaliados a partir de testes de acurácia em relação à reconstrução da trajetória de dois marcadores durante a marcha e a acurácia encontrada foi de 2,4mm em um volume calibrado de 4,5m3, o que garantiu a confiabilidade dos resultados. Considerando um ciclo de marcha do membro inferior esquerdo observou-se, nos voluntários normais, que durante a fase de apoio, o ombro direito apresentou aumento da adução, extensão e rotação interna. Durante a fase de balanço, os ângulos mencionados diminuíram. O ombro esquerdo apresentou comportamento simétrico relacionado ao ciclo de marcha. Em relação ao cotovelo, os ângulos de abdução-adução e rotação internaexterna permaneceram constantes em ambos os lados. Um sinal claro de flexão pode ser observado durante todo o ciclo. A análise proposta foi capaz de identificar e caracterizar os padrões de marcha dos voluntários normais. Em relação aos voluntários patológicos, um paciente apresentou um padrão de marcha em crouch e ele revelou um comportamento aproximadamente simétrico considerando os membros superiores do lado direito e esquerdo. O outro paciente apresentou rotação interna aumentada no quadril e pé esquerdo associado a uma rotação do tronco para o lado direito. O cotovelo e o ombro do lado direito apresentaram pequena mobilidade provavelmente para compensar a rotação do tronco para este lado. Os resultados obtidos a partir do protocolo proposto para os sujeitos normais e patológicos foram compatíveis com os dados da literatura em relação aos ângulos articulares dos membros inferiores e da pelve. Os resultados da movimentação dos membros superiores, escápula, tronco e cabeça dos voluntários com e sem alterações da marcha também mostraram coerência com a movimentação esperada pela análise visual e com os dados disponíveis na literatura. / Abstract: The human gait is a complex movement that integrates all body's segments. It is studied in various gait laboratories where the main protocol adopted is the Helen Hays protocol, which considers only the lower limbs and the pelvis movement. With the results obtained from this protocol, respective procedures are prescribed. The aim of this paper is to propose, evaluate and apply models of biomechanical representation of the upper limbs and the scapula, focusing on the gait analysis. The second aim is to integrate the proposed models to an experimental protocol for the gait analysis described by ANDRADE (2002). The human body was modeled as a system of fifteen articulated rigid bodies, each one representing a corporal segment. Each segment was associated to a coordinated system, and the relative position and orientation between two segments were described, by the translation between its origins and the rotation between the bases associated to them. The representation models of the arm and scapula adopted in this paper follow the recommendation of the International Society of Biomechanics. Three female volunteers without gait pathologies and two spastic diplegic cerebral palsy male patients were analyzed. The results were evaluated from the tests of accuracy in relation to the reconstruction of the trajectory of two markers during the gait. The accuracy found was of 2,4mm in a calibrated volume of 4,5m³, thus guarantees the reliability of the results. Considering a left lower limb gait cycle during the stance phase, the right shoulder presented increasing adduction, extension and internal rotation, while during the swing phase these angles decreased. The left shoulder presented a symmetrical behavior related to the gait cycle. Regarding the elbow, the abductionadduction and internal-external rotation angles remain approximately constant in both sides. A clear signal of flexion can be observed during the cycle. The proposed analysis was able to identify and characterize the normal gait patterns of the normal studied subjects. Regarding the pathological subjects, one patient presented a crouch pattern gait and an approximately symmetrical gait by considering the right and left upper limbs. The other patient presented increased internal rotation on the left hip and in the left foot associated to a right rotation of the trunk. The right shoulder and elbow joints have small mobility, probably to compensate the increased rotation of the trunk to this side. The results obtained from proposed protocol for normal and pathological subjects were compatible with literature results concerning lower limbs and pelvis angles. The upper limbs, scapula, trunk and head results from volunteers without and with gait pathologies were coherent with their articulated motion in relation to visual analysis and to another published studies. / Universidade Estadual de Campi / Biodinamica do Movimento Humano / Mestre em Educação Física

Orientador: Ricardo Machado Leite de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Fisica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:00:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miana_AndreiaNogueira_M.pdf: 1861684 bytes, checksum: 665eaddcfbbcd37b0517005f4dfb680e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O propósito deste trabalho foi comparar dois protocolos para análise cinemática de velocistas em função das velocidades, segmentos corporais e ângulos articulares durante a marcha e a corrida. Um protocolo utiliza marcadores fixados diretamente sobre a pele e outro utiliza marcadores montados sobre estruturas rígidas fixadas no segmento corporal. Seis velocistas do sexo masculino, usando ambos os protocolos, andaram a 5 Km/h e correram a 20 Km/h, em uma esteira ergométrica. Os velocistas foram representados por um modelo tridimensional constituído por quinze segmentos corporais: cabeça, tórax, pelve, pés, pernas, coxas, braços e antebraços. Foram utilizadas oito câmeras de vídeo digital (120 Hz) para aquisição das imagens e a calibração das câmeras e reconstrução das coordenadas 3D dos marcadores foram feitas no software Dvideo®. O tratamento e análise dos dados foram feitos em ambiente Matlab??7.0. Os resultados mostraram que a variabilidade do comprimento dos segmentos e das distâncias entre os marcadores e a diferença máxima entre os ângulos obtidos por cada protocolo foram maiores com o aumento da velocidade, mostrando que os erros na análise do movimento durante a corrida foram maiores que estes durante a marcha. Não houve efeito das velocidades na correlação entre os ângulos obtidos por cada protocolo. A variabilidade da distância entre os marcadores foi maior nos membros inferiores do que nos membros superiores e a variabilidade do comprimento da perna foi maior do que esta nos outros segmentos. Os resultados também mostraram que a maior correlação foi encontrada entre os ângulos de flexão/extensão (0,99) obtidos por cada protocolo e para cada articulação, seguido dos ângulos de adução/abdução (0,78) e dos ângulos de rotação interna/externa (0,65). E os menores valores encontrados na diferença angular máxima foram entre os ângulos de flexão/extensão (6,3° ± 3,4°) obtidos por cada protocolo e para cada articulação, seguido dos ângulos de adução/abdução (13,2° ± 7,9°) e dos ângulos de rotação interna/externa (17,2° ± 8,4°). Os protocolos não apresentaram diferenças na variabilidade do comprimento dos segmentos e também na análise da cinemática angular, porém os ângulos de adução/abdução e rotação externa/interna devem ser observados com mais cautela / Abstract: The purpose of this study was to compare two protocols for kinematical analysis of sprinters according to velocities, body segments and joint angles during walking and running. The first protocol uses retroreflective markers mounted on fixtures attached to the body segment and the second uses retroreflective markers directly located on the skin surface. Six male athletes were studied during treadmill running at 5 and 20 Km/h and recorded with eight 120 Hz video cameras. A three-dimensional model constituted by fifteen segments represented the sprinters: head, thorax, pelvis, the right and left feet, shanks, thighs, scapulas, arms and forearms. The calibration of the cameras, the synchronization of the registrations and the 3D reconstruction of the coordinates of the markers were done in the Dvideo ® software. All data were analyzed using Matlab® 7.0. The results show that the variability of the length of the segments and of the distances between the markers and the maximum difference maximum between the angles obtained by each protocol were higher with the increase of the velocities, showing that the errors in the analysis of the movement during the running were larger than these ones during the gait. There was no effect of the velocities in the correlation between the angles obtained by each protocol. The variability of the distances between the markers in the lower limb were higher than this one in the upper limbs and the variability of the length of the shank was higher than this one in the other segments. The results also showed a higher correlation was found between the flexion/extension angles (0,99) obtained by each protocol and for each joint, followed by the abduction/adduction angles (0,78) and the angles of internal/external rotation (0,65). The lower values found in the maximum angular difference were between the flexion/extension angles (6,3° ± 3,4°) obtained by each protocol and for each articulation, followed by the abduction/adduction angles (13,2° ± 7,9°) and the angles of internal/external rotation (17,2° ± 8,4°). No differences were found in the variability of the length of the segments and also in the analysis of the angular kinematics, however the adduction/abduction and internal/external rotation angles should be regarded with much more caution / Mestrado / Biodinamica do Movimento Humano / Mestre em Educação Física

Orientadores: Antonio Augusto Fasolo Quevedo, Stella Maris Michaelsen / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magdalon_ElianeCristina_D.pdf: 6903170 bytes, checksum: ebb584674ca7c75d60201f5bd37e533c (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Introdução A tecnologia de Realidade Virtual (RV) vem sendo usada cada vez mais para criar ambientes visando à reabilitação motora. No entanto, há poucas evidências de que os movimentos realizados em ambientes virtuais (AV) se assemelhem aos realizados em ambientes físicos (AF). Objetivos: Comparar a cinemática dos movimentos de alcance e preensão realizados em um AV imersivo tridimensional (3D) e em um AF, e investigar o efeito do uso da luva de RV no desempenho do movimento. Participantes: Dez indivíduos saudáveis (62,1 ± 8,8 anos) e 12 com hemiparesia pós-AVE (66,6 ± 10.1anos). Metodologia: O AV foi apresentado em 3D via um capacete de RV, o qual forneceu visão estereoscópica. A representação virtual da mão e o feedback de força de preensão foram fornecidos pelo uso das luvas Cyberglove e Cybergrasp, respectivamente. A cinemática do tronco e membro superior (MS) foi registrada pelo sistema Optotrak Certus® (cinco corpos rígidos e sete marcadores adicionais). Os participantes eram instruídos para alcançar, pegar e transportar 3 objetos (lata - preensão cilíndrica; chave de fenda - preensão de força e caneta - preensão de precisão, respectivamente com 65.6, 31.6 e 7.5 milímetros de diâmetro) no AF, e no AV pegaram objetos virtuais visualmente semelhantes. Os parâmetros espaciais (alinhamento e suavidade da trajetória, ângulos rotacionais planos e axiais) e temporais (tempo, velocidade e tempo de desaceleração) do movimento de alcance e preensão do MS foram analisados. Resultados: Padrões similares de orientação da mão foram usados para pegar os objetos físicos e virtuais, exceto para a supinação, que foi menor no AV, para ambos os grupos, durante a preensão da lata. Ambos os grupos fizeram movimentos mais lentos, com um prolongamento na fase de desaceleração, e as trajetórias foram mais curvas no AV comparado com AF, especialmente nos indivíduos com hemiparesia. Ambos os grupos dimensionaram a abertura da preensão de acordo com o tamanho do objeto nos dois ambientes para a preensão cilíndrica, porém a abertura foi maior durante a preensão da chave de fenda e a caneta no AV. Para ambos os grupos, o uso da luva não interferiu nos parâmetros espaciais do alcance, entretanto os movimentos foram mais lentos, com pico de velocidade menor e prolongamento da fase de desaceleração. Para os indivíduos com hemiparesia, o uso da luva não influenciou nos parâmetros temporais da fase de preensão. Conclusão: Apesar de algumas diferenças nos parâmetros temporais do alcance e preensão e ângulos articulares, as estratégias motoras empregadas foram similares entre os ambientes. Tendo em vista estas diferenças, o AV pode ser considerado um ambiente adequado para intervenções clínicas e estudos em controle motor. Uma melhor representação visual dos objetos, dada pela melhoria da percepção de profundidade e pela qualidade da visualização dos objetos no ambiente virtual, poderia promover um movimento de alcance mais direto, aumentar a velocidade e diminuir o tempo de desaceleração, tornando estes parâmetros idênticos aos realizados em um ambiente real e eliminando completamente as diferenças observadas. / Abstract: Introduction Virtual Reality (VR) technology is increasingly being used to create environments for motor rehabilitation. However, there is little evidence that movements made in virtual environments (VE) are similar to those made in real world physical environments (PE). Objectives: To compare the kinematics of reaching and grasping movements, performed in a PE and a similarly designed immersive three-dimensional (3D) VE, and investigate the effect of using the VR glove in the performance of the movement. Participants: Ten healthy subjects (62.1±8.8 years) and twelve subjects with chronic post-stroke hemiparesis (66.6±10.1yrs). Methodology: The VE was displayed in 3D via a head-mounted display (helmet), with stereoscopic vision. The virtual representation of the subject's hand and prehension force feedback was obtained using Cyberglove¿ and Cybergrasp¿, respectively. Arm and trunk kinematics were recorded with the Optotrak Certus® System (five rigid bodies plus seven markers). Subjects were instructed to reach, grasp and transport three objects (can-cylindrical grasp; screwdriver-power grasp; and pen-precision grasp; with diameter 65.6, 31.6 and 7.5mm respectively) in a PE and visually similar virtual objects were grasped in the VE. Spatial (trajectory straightness and smoothness, axial and planar rotational angles) and temporal parameters (movement time, velocity and duration of deceleration phase) of arm and hand movements during reaching and grasping were analyzed. Results: Similar hand orientation patterns were used when grasping both physical and virtual objects, except for supination that was lower in VE while grasping the can for both groups. Both groups made slower movements, with an increase in the relative deceleration times and the trajectories were more curved in VE compared to PE, especially in the stroke subjects. Both groups scaled hand aperture to object size in both environments for cylindrical grasp, but it was wider when grasping the screwdriver and pen in VE. In both groups, use of glove did not affect spatial parameters of the reach task. However, movements were slower, with smaller peak velocities and longer deceleration phases. For stroke subjects, temporal parameters of grasp phase were not affected by glove use. Conclusion: Despite a few differences in temporal parameters of reach and grasp and joint ranges, similar motor strategies were employed in both environments. If these differences are taken into account, VE can be considered as a suitable environment for clinical interventions and motor control studies. A better visual representation of objects, provided by an improvement in depth perception and the quality of the viewing VE, may promote straighter reach movements, increased velocity and decreased deceleration time, making these parameters identical to those made in a physical environment, and eliminating the observed differences. / Doutorado / Engenharia Biomedica / Doutor em Engenharia Elétrica

Um dos fatores que podem contribuir para as lesões na articulação do joelho é a incapacidade do indivíduo em manter durante atividades funcionais, um bom alinhamento entre os segmentos corporais tais como tronco, quadril e joelho. Na maioria das vezes o aumento do valgo dinâmico de joelho é apontado como um fator etiológico de lesões nessa articulação e sua identificação precoceé importante, bem como de outros fatores biomecânicos. Os testes funcionais para avaliação do valgo são importantes ferramentas para analisar o alinhamento dinâmico entre os segmentos corporais, porém ainda não há na literatura subsídios cinesiológicos que comparem a amplitude articular do joelho, quadril e tronco nas principais tarefas funcionais e utilizadas na prática clínica. Da mesma forma, a relação da cinemática desses segmentos com o torque dos músculos estabilizadores do quadril e joelho ainda é controverso. Objetivos: Comparar os valores angulares dados pela cinemática de tronco, quadril e joelho em cinco diferentes tarefas funcionais utilizadas para avaliação do valgo dinâmicoe correlacionar com o pico de torque de joelho e quadril. Materiais e Métodos: 30 voluntários saudáveis sem historia de dor ou disfunção em membros inferiores, de ambos os sexos (15 homens e 15 mulheres) com idade de 18 a 35 anos realizaram os testes de força muscular isométrica para todos os grupos musculares de joelho e quadril utilizando o Dinamômetro isocinéticoBiodex®. Entre 3 a 7 dias após o teste de força muscular foi realizada a análise cinemática de tronco, quadril e joelho utilizando o Sistema VICON (Centennial, CO, EUA) durante a realização de cinco diferentes tarefas funcionais para avaliação do valgo dinâmico de joelho, sendo elas: descida de degrau, singlelegstepdown, agachamento unipodal, aterrissagem unipodal, drop vertical jump. Resultados: A tarefa dedrop vertical jump apresentou os maiores valores de pico de valgo(média: 20,1º p<=0,04), rotação interna de joelho(média: 9,7º p<=0,003), flexão de quadril(média: 38,8º p<=0,001) e menores valores de rotação de tronco (média: 0,07º p<=0,009). A tarefa de single legstepdown apresentou maiores valores de flexão de tronco (média: 10,2º p<=0,002) em relação às outras tarefas funcionais. Foi observada uma correlação negativa e fraca do pico de torque de rotadores externos de quadril e inclinação ipsilateral de tronco(R= - 0,36; p=0,049) na tarefa de descida de degrau. Não houve evidências de correlação entre o pico de torque de abdutores, adutores, rotadores internos,rotadores externos, flexores, extensores de quadril e flexores e extensores de joelho com a cinemática de joelho, quadril e tronco nas tarefas funcionais de agachamento unipodal, aterrissagem unipodal, drop vertical jump e singlelegstepdown. Conclusão:A compreensão das variáveis cinesiológicas de joelho, quadril e troncoé fundamental para direcionar o clínico na escolha do teste funcional para avaliação do valgo dinâmico.Todas as tarefas analisadas são efetivas para avaliar o valgo dinâmico, porém adrop vertical jumpparece demandar mais estratégias de joelho e quadril, e a tarefasingle legstepdown apresentou maiores alterações cinesiológicasde tronco. Além disso, o pico de torque de quadril e joelho não exerceu influência no desempenho dos testes em indivíduos saudáveis / One of the factors that can contribute to injuries in the knee joint is the individual\'s inability to maintain an alignment between the body segments such as trunk, hip and knee during functional activities. Most of the time the dynamic knee valgus has been suggested as an etiologic factor that contributefor this joint injuries and early identification along with biomechanical factors associated with knee joint injuries is important. The functional tests for knee valgus evaluation are important tools for assessing the dynamic alignment between body segments, but there is no kinesiological subsidies in the literature that compare knee, hip and trunk in most of the described functional tasks used in the clinical practice and their relationship with the hip and knee strengthin healthy subjects. This study aimsto compare the angle values by the trunk, hip and knee kinematics in five different functional tasks used to evaluate the dynamic valgus and correlate this with the muscle\'s torque of the hip and knee. A sample of 30 healthy volunteers (15 men and 15 women) aged 18 to 35, with no history of pain or dysfunction in the lower limbs, performed a isometric muscle strength tests for all theknee and hip groups muscles using an isokinetic dynamometer Biodex®. Between 3 and 7 days after the muscle strength testing trunk, hip and knee kinematic analysis was performedduring five different functional tasks for evaluating the dynamic knee valgus using the Vicon system (Centennial, CO, USA).The functional tests were: stair descent, single-leg step down, single leg squat, single leg landing, drop vertical jump. ANOVA repeated measures was used to verify the differencesin the tasks for knee, hip and trunk kinematics and Pearson\'s correlation was used to verify correlations between hip and knee muscle\'s torque and knee, hip and trunk kinematics. The drop vertical jump task showed the highest peak values of valgus (average: 20.1º p<=0,04), internal rotation of the knee (average: 9,7º p<=0,003), hip flexion (mean: 38,8º p<=0,001) and lower trunk rotation values (mean 0,07º p<=0,009). The single leg step down task showed greater trunk flexion values (mean: 10,2º p<=0,002) in relation to all functional tasks. It was observed a negative and weak correlation of thehip external rotators torque and ipsilateral trunk lean (R = - 0.36, p = 0.049) in stair descent task. There was no evidence of correlation between peak torque of the hip abductors, adductors, internal rotators, external rotators, flexors and extensors and flexors, extensors of the knee with knee, hip and trunk kinematics in the single leg squat, landing, drop vertical jump and single-leg step down. For choosing a functional task to evaluate the dynamic valgus is crucial to the clinicians understand the kinesiological variables of knee, hip and trunk. All assessed tasks are effective to evaluate the dynamic knee valgus, although the drop vertical jump task requires more adjustments in the knee and hip, and the single leg step down task has higher kinesiological changes in the trunk.In addition, knee and hip peak of torque had no influence on the performance of the tests in healthy individuals

Apesar do esforço despendido pelas comunidades acadêmica e industrial (artigos, patentes e protótipos de laboratório), as Máquinas de Cinemática Paralela - MCPs - ainda apresentam uma participação inexpressiva no mercado de máquinasferramentas e robôs. Uma das razões para este fato são os seus baixos índices de acurácia e repetibilidade, em comparação aos das máquinas de usinagem convencionais. Este trabalho apresenta a avaliação dos mapeamentos de flexibilidade e da 1ª freqüência natural sobre o posicionamento da peça de trabalho e direções preferenciais de usinagem, dentro do espaço de trabalho disponível de uma máquina-ferramenta de cinemática paralela. Atualmente esta análise tem sido realizada em máquinas de cinemática paralela utilizando-se do princípio dos trabalhos virtuais ou parcialmente envolvendo este método e o método dos elementos finitos com a superposição linear dos resultados de ambos. Este trabalho apresenta análise de flexibilidade, utilizando apenas o método dos elementos finitos, aplicada a uma arquitetura paralela do tipo 2PRS+2PUS, com 4 graus de liberdade (duas translações - Y e Z - e duas rotações - \'teta\'x e \'teta\'YG), denominada Tetraglide. Em todas as análises feitas o grau de liberdade \'teta\'YG foi mantido constante, \'teta\'YG = 0°. Desta forma todas as análises ocorreram sobre o plano YZ. A partir dessa análise de flexibilidade são avaliadas as cargas axiais nas barras, que unem os atuadores à plataforma móvel ao longo do espaço de trabalho, determinando-se onde ocorre flambagem. Após isto, ainda com o método dos elementos finitos, obtém-se a 1ª freqüência natural ao longo de cada espaço de trabalho com orientação constante, uma vez que o conhecimento desta freqüência é fator importante na avaliação do comportamento estrutural dinâmico de máquinas-ferramentas. Após estas análises, analisam-se parâmetros estruturais em análises de sensibilidade visando maximizar a menor 1ª freqüência natural observada em cada espaço de trabalho com orientação constante. / In spite of the effort spent by the academic and industrial communities (goods, patents and laboratory prototypes), the Parallel Kinematics Machines - PKMs - they still present an inexpressive participation in the market of machine-tools and robots. One of the reasons for this fact is their low indexes of accuracy and precision, in comparison with the machines of conventional milling. This work presents the evaluation of the compliance mapping (kinetostatic analysis) and natural frequency about the positioning of the work piece and milling preferential directions, inside the available workspace of a parallel kinematics machine tool. At present this analysis has been accomplished in parallel kinematics machine using the virtual work principle or partially involving this method and the finite element method, with the overlap of the results of both. This work presents a compliance analysis just using the finite element method in parallel kinematics machine of type 2PRS+2PUS with 4 degrees of freedom (two moves - Y and Z - and two rotations - \'teta\'x e \'teta\'YG), denominated Tetraglide. In all of the done analyses the degree of freedom \'teta\'YG was maintained constant, \'teta\'YG = 0°. This way all of the analyses occurred on the plan YZ. Starting from the compliance analysis the axial loads are evaluated in the bars, which connect the actuators to the movable platform along the workspace, determining where the buckling occurs. After this, with the finite element method, 1st natural frequency is obtained along each constant-orientation workspace, once the knowledge of this frequency is important factor in the evaluation of the dynamic structural behavior of machine-tools. After these analyses, structural parameters are analyzed in sensibility analyses seeking to maximize to smallest 1st natural frequency observed in each constant-orientation workspace.

O tratamento cirúrgico da blefaroptose congênita é controverso e, embora a ressecção supramáxima do levantador palpebral tenha sido advogada por alguns autores como eficaz em diminuir a assimetria palpebral, existe o risco de que a cirurgia possa estar associada à restrição dos movimentos palpebrais e à ocorrência de olho seco. Com o objetivo de quantificar os movimentos palpebrais nos pacientes submetidos à cirurgia e avaliar a eventual relação entre supostas alterações funcionais dos movimentos palpebrais e a ocorrência de complicações relacionadas à superfície ocular, foram caracterizadas, mediante a utilização da técnica magnetic search coil, as amplitudes e as velocidades dos movimentos do piscar e dos sacádicos palpebrais dos olhos operados de dezoito pacientes e, em seguida, foram comparadas com as amplitudes e velocidades obtidas para os olhos contralaterais não operados dos mesmos pacientes e também com as obtidas para os olhos dos pacientes do grupo controle, não operados. Também foram avaliados os resultados cosméticos nos pacientes operados e a ocorrência de complicações relacionadas à superfície ocular entre os olhos operados e os controles, não operados. A cirurgia acarretou aumento da distância margem-reflexo da pálpebra superior e diminuição da assimetria palpebral, logrando bom resultado estético. Porém, tanto a amplitude quanto a velocidade, seja das piscadelas, ou dos movimentos sacádicos palpebrais dos olhos operados, foram inferiores às dos controles e a cirurgia esteve relacionada com maior risco de ocorrência de olho seco. Por esse motivo, os autores advogam que a ressecção supramáxima do levantador da pálpebra superior permanece uma opção eficaz para o tratamento da ptose palpebral congênita, mas contraindicam a sua utilização em pacientes com ausência do reflexo de Bell ou outras alterações prévias documentadas ou predisponentes à ceratoconjuntivite seca. / Surgical treatment of congenital blepharoptosis remains controversial and, although supramaximal resection of the levator palpebrae superioris has been advocated as effective in reducing eyelid asymmetry, there is a risk that the surgery may be associated with restriction of eyelid movements and the occurrence of dry eye. In order to quantify eyelid movements in patients undergoing surgery and to assess the possible relationship between the alleged functional changes of eyelid movements and the occurrence of complications related to the ocular surface, we measured by magnetic search coil technique the amplitude and the maximal descent speed of blinks and lid saccades in eighteen patients who undergone surgery and in ten patients of the control group, with no eyelid diseases. We compared the amplitude and speed of the operated eyes with that of the non-operated eyes. We also evaluate the cosmetic results in operated patients and the occurrence of dry eye between operated and non-operated eyes. The surgery resulted in increased upper lid margin-reflex distance and consequent decreased eyelid asymmetry, achieving good aesthetic result. However, both amplitude and speed of eyelid movements in operated eyes were lower than those for the control eyes and the surgery was associated with increased risk of dry eye. For this reason, the authors advocate that supramaximal levator resection of the levator palpebrae superioris remains an effective option for the treatment of congenital blepharoptosis, but contraindicate its use in patients with absence of Bell\'s reflex or with previous ocular surface diseases.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-13T18:33:35Z No. of bitstreams: 1 gabrielafernandeslopes.pdf: 1479318 bytes, checksum: 3e8a4baa142cc94587994bf4b011d6f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T11:14:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gabrielafernandeslopes.pdf: 1479318 bytes, checksum: 3e8a4baa142cc94587994bf4b011d6f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T11:14:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gabrielafernandeslopes.pdf: 1479318 bytes, checksum: 3e8a4baa142cc94587994bf4b011d6f9 (MD5) Previous issue date: 2016-10-07 / O conhecimento da duração das fases que compõem a corrida de 75 m rasos é de grande valor para treinadores desenvolverem protocolos de treinamento específicos para o desempenho do jovem atleta nesta prova. Sabe-se que o período de 10 a 15 anos é considerado uma fase sensível para o desenvolvimento de qualidades físicas, pois é quando começam a obter melhoras mais rápidas, devido principalmente aos fatores maturacionais. Deste modo, o presente trabalho busca investigar, de atletas de 13 a 15 anos, o comportamento da curva de velocidade na prova de 75 m rasos, assim como caracterizar as principais variáveis influentes no desempenho desta corrida, e comparar os atletas mais rápidos com os mais lentos. Foram avaliados 79 atletas de atletismo, 34 meninos e 45 meninas, de 10 equipes, pertencentes à categoria sub-16. O protocolo foi desenvolvido em dois dias consecutivos. No primeiro dia, foi realizada a anamnese, antropometria (massa corporal, estatura, altura sentada, envergadura e dobras cutâneas) e o teste de rapidez de movimento e impulsão vertical. No segundo dia realizou-se corrida de 75 m. Os principais resultados encontrados foram: fase de aceleração vai até os 30 m em meninos e meninas, fase de manutenção vai dos 30 aos 67,5 nos meninos e dos 30 aos 45 m nas meninas e a fase de desaceleração vai dos 67,5 aos 75 m nos meninos e nas meninas dos 45 aos 75 m. Amplitude de passada é mais determinante em meninos do que a frequência de passadas. Nas meninas ambas variáveis apresentava o mesmo percentual de importância no desempenho da corrida. O salto vertical é um bom preditor do desempenho na corrida de 75 m. Meninos mais rápidos apresentam melhores valores antropométricos e de desempenho em relação aos mais lentos. Meninos mais rápidos e mais lentos aceleram até os 30 m, entretanto os mais lentos mantém dos 30 aos 60 e desaceleram dos 60 aos 75, enquanto os mais rápidos mantém a velocidade dos 30 m até o final da corrida, não havendo desaceleração. Meninas mais rápidas comparadas as mais lentas não se diferenciam em valores antropométricos, se diferenciando no somatório de dobras cutâneas e nas variáveis de desempenho como a força. A duração das fases de meninas mais rápidas e mais lentas são semelhantes, o que as diferenciam são os melhores valores de velocidade das mais rápidas. Pode se concluir que jovens atletas do atletismo, pertencentes a categoria sub-16, apresentam mesma duração da fase de aceleração, até os 30 m, independente de sexo ou desempenho, o que os diferenciam são as fases de manutenção de velocidade e de desaceleração. A força é uma variável de destaque para a predição do desempenho da velocidade nesta categoria. / It is valuable for coaches to know the phases of the 75m dash race. This knowledge allows them to develop specific training protocols for young athlete's performance for this test. It is known that the age levels from 10 to 15 years old is considered a sensitive stage in the development of physical qualities, that is when they start to show faster improvements mainly due to maturational factors. Thus, this study aims to investigate the behaviour of the velocity curve in the athletes from 13 to 15 years realizing the test of 75 meter dash. It also aims to characterize the main influential variables in the performance of this race, and compare the fastest to the slower athletes. We evaluated 79 athletes from track and field, 34 boys and 45 girls, 10 teams in the Under-16 age levels. The protocol was developed on two consecutive days. On the first day, the clinical historic data was collected, including anthropometry data (weight, height, sitting height, wingspan and skin folds) and the movement velocity test and vertical jump. On the second day, athletes ran the 75m race. The main results were: acceleration phase goes from 0 to 30m for boys and girls, maintenance phase goes from 30 to 67.5m for boys and from 30 to 45 m for girls and decelerating ranges from 67.5 to 75 m for boys, and from 45 to 75m for girls. The boys' stride length is more decisive than their stride frequency. For girls, both variables had the same importance. The vertical jump is a good predictor of performance in the race of 75 m. Faster boys have better anthropometric and performance in relation to slower participants. Faster and slower boys accelerate to 30 m, though the slowest holds from 30 to 60 and decelerate from 60 to 75, while in contrast the fastest keep the speed of 30 m until the end of the race and do not slow down. Faster girls compared to slower pairs do not differ in anthropometric values, differentiating the sum of skinfolds and the performance variables such as strength. The duration of the phases of faster and slower girls are alike. The only difference is the best values of speed of the fastest participants. It can be concluded that young athletes of the U-16 levels have the same duration of acceleration phase regardless of sex or performance level. What differs is the speed during the maintenance phases and deceleration. The force is a prominent variable to predict the speed performance in this category.

Orientador: Marconi Kolm Madrid / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T07:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandesJunior_FranciscoErivaldo_M.pdf: 11967904 bytes, checksum: 6dbb5a0debdb45fdcc389ebc6c941205 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: No presente trabalho é mostrado o estudo e a implementação das Redes Neurais Artificiais, RNA, e Algoritmos Genéticos, AG, para resolução da cinemática inversa de um manipulador robótico com 5 graus de liberdade. Todo manipulador robótico é construído com o objetivo de se realize uma determinada tarefa. Para alcançar esse objetivo é necessário o estudo e o emprego dos seus modelos cinemáticos. A descrição matemática do movimento espacial realizado por cada elo do robô é conhecida como Cinemática que é o estudo do movimento de um corpo ou um sistema de corpos rígidos em relação a um referencial cartesiano fixo ignorando as forças e os momentos que causam tal movimento. Existem dois problemas ao se estudar a cinemática de um robô: o problema da cinemática direta e o problema da cinemática inversa. A cinemática inversa é um ramo com grandes desafios devido as equações não serem lineares, dificultando a determinação de soluções de uma forma fechada. Portanto, diversos pesquisadores, ao longo dos anos, tentam resolver esse problema evitando o uso de inversões de equações. Nesse sentido, o uso das redes neurais artificiais e dos algoritmos genéticos se mostram alternativas atraentes. As soluções encontradas no presente trabalho foram aplicadas a um robô educacional com 5 graus de liberdade composto de seis servomotores controlado por um microcontrolador Arduino Uno. O software MATLAB foi utilizado como ferramenta para o desenvolvimento e a aplicação desses dois métodos / Abstract: The present work shows the study and implementation of Artificial Neural Networks, ANN, and Genetic Algorithms, AG, to solve the inverse kinematics of a robotic manipulator with 5 degree of freedom. Every robotic manipulator is constructed with the goal of perform a specific task. To reach this goal, the robot needs to track a path, and for that it is necessary the study of its kinematics. The math description of the spatial movement performed by its links is known as kinematics that is the study of the movement of a rigid body or system of rigid bodies in relation to a fixed cartesian reference disregarding the forces and momentums that cause the movement. There are two problems when studying the kinematics: the forward kinematics problem and the inverse kinematics problem. The inverse kinematics is a field of study with challenges due the fact that the equations are not linear which become a problem to obtain closed form solutions. Therefore, many scientists try to solve this problem with methods that do not use equation inversions. In this sense, the use of artificial neural networks and genetic algorithms prove to be interesting alternatives for this purpose. The solutions found in this work were applied to an educational robot platform with 5 degree of freedom and six servomotors controlled by an Arduino Uno microcontroller. The MATLAB software was used as a tool to develop and application of these two methods / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Irenilza de Alencar Nääs / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T10:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_DiegoPereira_D.pdf: 2128104 bytes, checksum: aae1334cdaf344654741c087740bd7c6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os frangos podem exibir diferentes padrões de movimentos biomecânicos as partes do corpo em relação às características físicas do alimento (tamanho, formato e dureza) durante a alimentação. As limitações anatômicas relacionadas com a idade, sexo e linhagem também podem afetar o processo mecânico de alimentação. Para determinar a importância desses parâmetros, as medidas relacionadas aos movimentos biomecânicos de partes corporais são necessárias. Em particular, a trajetória, dimensões e efeitos temporais relacionados com o bico do frango e com a movimentação da cabeça devem ser considerados. No entanto, determinar esta informação manualmente do vídeo por um operador humano é tedioso e propenso a erros. A presente tese tem como objetivo avaliar o impacto de três tipos distintos de ração sobre a biomecânica da alimentação de frangos de corte. O total de 19 pintos de corte machos foram filmados durante a alimentação aos 3 e 4 dias de idade através de uma câmera de alta velocidade com taxa de aquisição de 250 fps (quadros por segundo). As rações avaliadas foram: farelada fina (F1), farelada grossa (F2) e quebrada (F3), no qual o diâmetro geométrico médio e o desvio padrão geométrico foram 476?m (2.54), 638?m (2.56), e 1243?m (2.43) , respectivamente. O peso e a morfometria do bico (comprimento e largura) foram medidos após as gravações. O deslocamento da cabeça das aves durante as fases `mouthful¿ e `mandibulação¿ e a abertura máxima do bico foram mensurados por de análise computacional de imagem. A fase `mouthful¿ consistiu no movimento da cabeça de forma ininterrupta direção oblíqua ou vertical em direção à ração até que a partícula de alimento fosse capturada. A fase `mandibulação¿ consistiu em um ciclo de abertura e de fechamento do bico, na qual existe uma abertura máxima do bico. Estas fases foram classificadas manualmente como: `mouthful¿ como 'sucedido' ou 'fracassado' e `mandibulações¿ como `catch-and-throw¿ (CT) ou `slide-and-glue¿ (SG). O `mouthful sucedido¿ consistiu quando a ave capturou o alimento com sucesso, e a `mouthful fracassado¿ quando a ave errou a partícula de alimento. `Catch-and-throw¿ consistiu no reposicionamento da partícula na ponta bico antes de iniciar o transporte para o interior da cavidade oral. `Slide-and-glue¿ consistiu na deslocação da língua até a ponta em bico para aderir as partículas de alimento com o auxílio da saliva pegajosa e transportar para o interior da cavidade oral. Os resultados indicaram correlações significativas de fraca intensidade entre o peso, as características morfométricas do bico e as variáveis biomecânicas, bem como correlação entre a abertura máxima do bico e o deslocamento cabeça. O deslocamento da cabeça foi maior no `mouthful sucedido¿ (0,439 mm ± 0,002) em relação ao `mouthful fracassado¿ (0,371 mm ± 0,005). Além disso, o deslocamento da cabeça foi mais expressivo em F3 (0,526 mm ± 0,005), F2 (0,519 mm ± 0,004) e F1 (0,431 mm ± 0,003), respectivamente. O deslocamento da cabeça também foi significativamente maior para CT (0,245 mm ± 0,001) do que SG (0,114 mm ± 0,000). Considerando os diferentes tipos de ração, o deslocamento da cabeça para CT foi maior em F3, F1 e F2, enquanto que para SG foram maiores em F3, F2 e F1, respectivamente. A abertura máxima do bico também foi maior para CT (0,245 mm ± 0,001) do que SG (0,114 mm ± 0,00). Além do mais, para CT foi maior no F3 e F1 que em F2, enquanto que para SG foi maior para F1, F3 e F2, respectivamente. Assim, os diferentes tamanhos das partículas de ração (granulometria) foi, potencialmente, o fator chave para o movimento dos pintos durante a alimentação. Além disso, esta relação não foi proporcional à granulometria, explicada por valores mais elevados em F3 e F1. A ocorrência de `mouthful fracassado¿ foi 18,0% para F3, 11,2% para F2 e 6,6% para a F1. Para a classificação das mandibulações, observou-se a maior frequência de CT em F3 (26,1%), F1 (24,9%) e F2 (17,9%), respectivamente. Esta situação sugere que os pintos capturaram as partículas na ponta bico de maneira mais adequada para a deglutição com a granulometria 638µm (F2) do que 476?m (F1) e 1243µm (F3), explicada pela menor movimentação e necessidade de reposicionamento das partículas de alimento. De forma geral, a tecnologia de câmeras de alta velocidade combinada com análise computacional de imagem adotada neste experimento foi um método eficaz para análise de movimentação. É desejável uma melhor compreensão das limitações mecânicas do aparelho bucal das aves durante a alimentação, a fim de determinar a relação entre os diferentes tipos de alimentos sobre os padrões biomecânicas exibidos pelas aves / Abstract: Broiler chickens may exhibit different biomechanical motions patterns of the body parts in relation to the physical properties of feed (size, shape and hardness) while feeding. The anatomical limitations related to age, gender and breed may also impact the feeding mechanical process. To determine the significance of these parameters, measurements related to the biomechanical motions of body parts are required. In particular, the trajectory, dimensions and temporal effects related to the chicken¿s beak and head movements should be considered. However, determining this information manually from video by a human operator is tedious and prone to errors. The present thesis aims assess the impact of three different feed types on the biomechanics of feeding behaviour of broiler chicks. A total of 19 male broiler chicks were recorded while feeding at 3 and 4-d-old using a high-speed camera with an acquisition rate of 250 fps (frames per second). The feed types considered were: fine mash (F1), coarse mash (F2) and crumbled (F3), in which the geometric mean diameter and the geometric standard deviation were 476µm (2.54), 638µm (2.56), and 1243µm (2.43), respectively. The birds¿ weight and morphometric traits of the beak (length and width) were measured after the recordings. The birds¿ head displacement during mouthful and mandibulation phases and the maximum beak gape were measured through computational image analysis. Mouthful phase consisted an uninterruptedly head movement towards feed in an oblique or vertical direction until the feed particle is grasped. Mandibulation phase consisted in one cycle of opening and closing of the beak, in which there is a maximum beak gape. These phases were manually classified, as follows: mouthfuls as `normal¿ or `fail¿ and mandibulations as catch-and-throw (CT) or slide-and-glue (SG). Normal mouthful was when the bird successfully grasped the feed, and fail mouthful was when the birds missed the feed. Catch-and-throw is when the feed is repositioned within the beak tip before starting the transport into the oral cavity. Slide-and-glue consists in the displacement of the tongue up to the beak tip in order to glue the feed particles with the aid of the sticky saliva and carry inward oral cavity. The results indicated significant correlations of weak intensity between weight, morphometric traits of the beak, and the biomechanical variables, as well as correlation between maximum beak gape and head displacement. The head displacement was higher in a normal mouthful (0.439 mm ± 0.002) than fail mouthful (0.371 mm ± 0.005). Furthermore, head displacement was more expressive in F3 (0.526 mm ± 0.005), F2 (0.519 mm ± 0.004), and F1 (0.431 mm ± 0.003), respectively. The head displacement was also significantly higher for CT technique (0.245 mm ± 0.001) than SG (0.114 mm ± 0.000). Considering the different feed types, head displacement for CT was higher in F3, F1 and F2, while for SG were higher in F3, F2, and F1, respectively. The maximum beak gape was also higher for CT (0.245 mm ±0.001) than SG (0.114 mm ± 0.00). Moreover, for CT it was higher in F3 and F1 than in F2, while for SG was higher for F1, F3 and F2, respectively. Thus, the different size of the feed particles (granulometry) was potentially the key factor for the chicks¿ motion while feeding. Besides, this relation was not proportional to the granulometry, explained by higher values for F3 and F1. The occurrence of `fail mouthful¿ was 18,0% for F3, 11,2% for F2 and 6,6% for F1, respectively. For mandibulations classification, it was observed a higher frequency of CT in F3 (26,1%), F1 (24,9%), and F2 (17,9%). This situation suggests that the chicks grasped the particles in the beak tip more properly for swallowing with the granulometry 638µm (F2) than 476µm (F1), and 1243µm (F3), explained by the less motion and necessity of repositioning the feed particles. Overall, the high-speed camera technology combined with computational image analysis adopted in this experiment was an effective method for motion analysis. It is desirable a better understanding of the mechanical limitations of the birds¿ jaw apparatus while feeding in order to determine the relationship between different types of feed in biomechanical patterns displayed by the birds / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Janito Vaqueiro Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bosso_AndreLuizAparecido_M.pdf: 7894502 bytes, checksum: 2052586d161cac58f608acb2945fbd48 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um sistema alternativo para impulsionar o pistão em um motor de combustão interna que aciona um gerador de energia elétrica operando a uma rotação fixa. O sistema biela-manivela é substituído por um sistema eixo-cremalheira-engrenagem, que é capaz de realizar a inversão de movimento do pistão no ponto morto superior e no ponto morto inferior, sem que ocorra uma inversão de velocidade instantânea nesses pontos. Para garantir a eficiência desse sistema, análises cinemática e dinâmica são realizadas utilizando a modelagem de múltiplos corpos rígidos e a modelagem geométrica. Uma análise termodinâmica é realizada com o auxílio de um modelo de simulação computacional desenvolvido para um motor de combustão interna, com ignição por centelha e movido a etanol. O programa inclui a combustão com duração finita, transferência de calor instantânea e processos de admissão e escape, porém não considera o equilíbrio químico e a dissociação. Com os resultados obtidos é possível construir as curvas características do motor estudado e determinar sua melhor rotação de operação / Abstract: The main focus of this work is to develop an alternative system to drive the piston in an internal combustion engine which drives an electric power generator operating at a fixed speed. The connecting rod-crankshaft system is replaced by an axle-rack-gear system that is capable of performing the inversion of the piston movement in the top and the bottom dead center, without occurring an inversion of the instantaneous velocity in these points. In order to ensure the efficiency of this system, kinematic and dynamic analyzes are performed using rigid body and geometric modeling. A thermodynamic analysis is performed using a computer simulation model developed for a conventional ethanol-powered internal combustion engine with spark ignition. The program includes combustion with finite duration, instantaneous heat transfer and intake and exhaust processes, but does not consider the chemical equilibrium and dissociation. With the results it is possible to obtain the typical curves of the engine studied and determine its best operating speed / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica