Modelo matemático do comportamento de pé de uma prótese para amputados abaixo do joelho

Abstract

O desenvolvimento de próteses antropomórficas é uma área de pesquisa que vem chamando a atenção dos centros de pesquisa no mundo inteiro. A aplicação de conhecimentos na área da robótica tem tornado estes dispositivos cada vez mais inteligentes. As próteses robóticas para membros inferiores possuem uma maior complexidade, pois elas podem influenciar substancialmente na postura e mobilidade de seu usuário. As ferramentas matemáticas empregadas no desenvolvimento de robôs podem ser aplicadas no modelamento de próteses e possuem grande importância para a implementação de seu controle. Este trabalho desenvolve um modelo matemático aplicado a uma prótese de pé robótico com 2 graus de liberdade. O algoritmo de Denavit-Hartenberg é uma ferramenta bastante eficaz na representação de sua cinemática de onde podem ser extraidas diversas relações que permitem relacionar orientação e posição. A orientação do pé com relação ao solo pode ser tomada por sensores de ultrassom. A marcha humana também é um grande fator no controle de uma prótese de pé robótico e pode ser analisada como critério de comportamento do pé. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The development of anthropomorphic prosthesis is an area of research that has attracted the attention of research centers worldwide. The application of knowledge in the robotics field has made increasingly intelligent devices. The robotic prostheses for lower limbs have a greater complexity because they can substantially influence the posture and mobility of its user. The mathematical tools used in the development of robots can be applied to the modeling of prosthesis and has great im-portance for the implementation of their control. This paper develops a mathematical model applied to a robotic foot prosthesis with 2 degrees of freedom. The Denavit-Hartenberg algorithm is a very effective tool in a representation where kinematic can extract various relationships that allow relating orientation and position. Ultra-sound sensors can make the orientation of the foot with relation the ground. The human gait is also a major factor in the control of a robotic foot prosthesis and can be analyzed as standing behavior criterion.