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Previous issue date: 2018-02-23 / Extension or flexion movements of the body in a healthy individual are routine physical activity in daily
life, necessary for its autonomy and independence.Injuries to the spinal cord and brain are the main causes
of paraplegia, which makes it impossible for human locomotion with autonomy. The use of a wheelchair
will help them into your daily horizontal mobility. But the possibility of using an orthotic device to allow it
to increase the amplitude of the movements of extension or flexion will help in maintaining your bone
density, improving your blood circulation and enlargement of muscle tone, involving tension in muscles,
arteries and other tissues organic well as excessive involuntary reflex. Therefore, this study aims to present
a mathematical model to describe the trajectory of nodes corresponding to the movable joints and upper
extremity of a low cost orthosestic device, of the exoskeleton type, to be coupled in the wheelchair, using
computer simulation to determine the variation of positions and velocities of these joints associated with the
articulations of the hip and lower limbs of the paraplegic wheelchair user, when performing extension or
flexion movements of the body segments, besides the simulation of a prototype developed in CAD. As for
the main results of the research, first, there is the trajectory of the nodes with respect the mobile joints and
upper end using the representation of Denavit-Hartenberg, generated graphically by numerical and
computer simulation, in order to validate and make feasible the mechanical construction of the device.
Then, as the variation of the positions and velocities of motor gasket associated with the user’s knee joint
device, has its graphical representation plucked by multistep interactive Runge-Kuta 4th Order, using the
Lagrange equations for numerical and computational simulation of the transmission system drive, with the
application of a torque on the crank of the robotic mechanism proposed, thus confirming its usability,
reliability and security. Finally, the development of a 3D virtual prototype device CAD. Therefore, the
preparation and provision of this manual orthotic device developed to assist in the vertical mobility of the
paraplegic with spinal cord injury, will improve physical, psychological health, functional independence
and daily well-being, and helping them in their autonomy to support on the feet. / Os movimentos de extensão ou flexão corporal em um indivíduo saudável são atividades
físicas rotineiras necessárias para sua autonomia e independência. As lesões da medula
espinhal e do cérebro são as principais causas da paraplegia, que impossibilitam a locomoção
humana com autonomia. O uso de uma cadeira de rodas os auxiliará em sua mobilidade
horizontal diária. Mas a possibilidade de uso de um dispositivo ortético que lhe permita
aumentar a amplitude dos movimentos de extensão ou flexão, contribuirá na manutenção da
sua densidade óssea, melhorando sua circulação sanguínea e ampliação do tônus muscular,
envolvendo tensão em músculos, artérias ou outros tecidos orgânicos além de reflexos
involuntários excessivos. Por conseguinte, este estudo objetiva apresentar um modelo
matemático para descrever a trajetória dos nós correspondentes as juntas móveis e
extremidade superior de um dispositivo ortético manual de baixo custo, do tipo exoesqueleto,
a ser acoplado na cadeira de rodas do paraplégico, usando-se de simulação computacional
para determinar a variação das posições e velocidades dessas juntas associadas às
articulações do seu quadril e membros inferiores, ao realizar movimentos de extensão ou
flexão dos segmentos corporais, além da simulação de um protótipo desenvolvido em CAD.
Quanto aos principais resultados decorrentes da pesquisa, primeiramente, obteve-se a
trajetória dos nós referentes às juntas móveis e extremidade superior utilizando-se da
representação de Denavit-Hartenberg, gerada graficamente por simulação numérico-
computacional, no intuito de validar e viabilizar a construção mecânica do dispositivo. Em
seguida, a variação das posições e velocidades da junta motora associada à articulação do
joelho do usuário do dispositivo, teve sua representação gráfica tangida pelo método
interativo multipasso de Runge-Kuta de 4ª ordem, usando-se das equações de Lagrange para
simulação numérico-computacional do acionamento do sistema de transmissão, com a
aplicação de um torque na manivela do mecanismo robótico proposto, confirmando assim, a
sua usabilidade, confiabilidade e segurança. Por último, o desenvolvimento de um protótipo
virtual 3D em CAD do dispositivo. Portanto, a confecção e disponibilização desse dispositivo
ortético desenvolvido para auxiliar na mobilidade vertical do paraplégico com lesão medular,
melhorará sua saúde física, psicológica, independência funcional e bem-estar diário,
auxiliando-o na autonomia para apoiar sobre os pés.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8232 |
| Date | 23 February 2018 |
| Creators | Lino, Sémebber Silva |
| Contributors | Stoppa, Marcelo Henrique, Rabelo, Marcos Napoleão, Stoppa, Marcelo Henrique, Costa, Vaston Gonçalves da, Espinosa, José Waldo Martinez, Moura Júnior, José dos Reis Vieira de, Bittar, Thiago Jabur |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Modelagem e Otimização (RC), UFG, Brasil, Regional Catalão (RC) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 5321942601948699525, 600, 600, 600, 6665988530194015545, -7090823417984401694 |
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