Orientador: Prof. Dr. Luis Alberto Martinez Riascos / According to the Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) in the sense of 2010, motor disability was the second kind of deficiency that most affected people, where 13.265.599 people claimed to have limited mobility, representing 7,0% of brazilian people. Many of these people are wheelchair users and suffer constantly by needing help from others to go up and down stairs in environments that contain no ramps, as in many schools, universities, houses, hospitals, bus stations and transportation facilities. In this work, several kind of locomotion mechanisms in the mobile robotics that can be used in the assistive technology will be studied. Firstly, an analysis will be made, pointing out the pros and cons of each one, regarding the execution of the obstacles overcoming function, with the least energy consumption. The epicyclic mechanism, very used not only in the mobile robotics but in other areas, was identified to be the most suitable to the application. Its structure was projected, improved and adapted to the wheelchair. Then, through a multicorp analysis with the Euler-Lagrange equation and the virtual work principle, the development of a model to represent the dynamic behavior of the system was possible. Because of that, the estimation of energetic efficiency in comparison to other wheelchair already available in the market (as the tracked wheelchairs which executes the same function), and also the identification of a situation that could jeopardize the wheelchair user (as during downhills obstacles overcoming), was possible. Therefore, the need of a speed controller implementation to guarantee the wheelchair user stability in theses situations was shown. The control system has shown satisfactory results, meeting the performance specifications, with control signals always in the operation range of work of the actuator. The wheelchair with epicyclic locomotion system has been shown to be superior to the tracked wheelchair in many aspects as: terrain adaptability, vibration, energy consumption, etc, what makes it a promising competitor in the area of assistive technology devoted to the obstacles overcoming. / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:105881 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Pastro, Thiago Rogério Schmidt |
| Contributors | Riascos, Luis A. M. (Luis Alberto Martinez Riascos), Ramos, Roberto Luiz da Cunha Barroso, Teixeira, Julio Carlos, Duarte, Marcos, Junqueira, Fabrício |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, 193 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105881&midiaext=74173, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=105881&midiaext=74174, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=105881 |
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