FisioKnee:
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Tipo de produção
Trabalho de Conclusão de Curso
Data
2024-12-17
Autores
Hira, João Vitor Ianae
Pinheiro, Paulo de Abreu
Pinheiro, Paulo de Abreu
Orientador
Castro, Maria Claudia F.
Periódico
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Palavras-chave
órtese ativa,joelho,flexão,fisioterapia,active orthosis,knee,flexion,physiotherapy
Resumo
O principal objetivo deste trabalho é desenvolver uma órtese ativa capaz de auxiliar os processos de fisioterapia e reabilitação de pessoas com lesões ou deficiências patelares. O protótipo também propõe ser uma plataforma de estudo para implementação de diferentes estratégias de controle. A estrutura mecânica da órtese é composta por dois pares de hastes metálicas e bases que servem de apoio para a coxa e a panturrilha, feitas por impressão 3D de PLA. A órtese é equipada com um motorredutor, um sistema de atuador elástico em série, sensores e um circuito eletrônico para controle. Peças adicionais foram utilizadas para integrar esses componentes, produzidas por impressão 3D em PLA e corte a laser em madeira e acrílico. Para o controle da órtese, foi estudada uma estratégia de controle por impedância. Para implementação foi feita a modelagem teórica do motor e desenvolvida duas leis de controle, sendo um controle de posição proporcional on-off e um controle por impedância.
The main objective of this work is to develop an active orthosis capable of assisting physiotherapy and rehabilitation processes for individuals with patellar injuries or impairments. The prototype also aims to serve as a study platform for the implementation of different control strategies. The mechanical structure of the orthosis consists of two pairs of metal rods and bases that support the thigh and calf, made by 3D printing in PLA. The orthosis has a gear motor, a series elastic actuator system, sensors, and an electronic circuit for control. Additional parts were used to integrate these components, produced by 3D printing in PLA and laser cutting in wood and acrylic. For the orthosis control, an impedance control strategy was studied. For implementation, a theoretical modeling of the motor was performed, and two control laws were developed, a proportional on-off position control and an impedance control.
The main objective of this work is to develop an active orthosis capable of assisting physiotherapy and rehabilitation processes for individuals with patellar injuries or impairments. The prototype also aims to serve as a study platform for the implementation of different control strategies. The mechanical structure of the orthosis consists of two pairs of metal rods and bases that support the thigh and calf, made by 3D printing in PLA. The orthosis has a gear motor, a series elastic actuator system, sensors, and an electronic circuit for control. Additional parts were used to integrate these components, produced by 3D printing in PLA and laser cutting in wood and acrylic. For the orthosis control, an impedance control strategy was studied. For implementation, a theoretical modeling of the motor was performed, and two control laws were developed, a proportional on-off position control and an impedance control.