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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2009.tde-13012011-144030
Documento
Autor
Nome completo
Bruno Jardim
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2009
Orientador
Banca examinadora
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves (Presidente)
Barbosa, Marcos Pinotti
Terra, Marco Henrique
Título em português
Atuadores elásticos em série aplicados no desenvolvimento de um exoesqueleto para membros inferiores
Palavras-chave em português
Atuadores elásticos em série
Controle de impedância
Exoesqueleto
Reabilitação
Resumo em português
Esta dissertação apresenta o projeto e a construção de atuadores elásticos em série para o acionamento das juntas de um exoesqueleto para membros inferiores, baseado em uma órtese comercial. Inicialmente, considerou-se como dispositivo de testes a parte do exoesqueleto referente à junta do tornozelo, ou seja, a construção de uma órtese tornozelo-pé ativa. Atuadores elásticos em série são considerados neste trabalho, pois tais dispositivos apresentam características ideais para a sua utilização em órteses ativas: controle de força, controle de impedância (possibilidade de impedância baixa), absorção de impactos, baixo atrito e largura de banda que se aproxima da movimentação muscular. Um primeiro protótipo do atuador elástico em série foi construído e resultados experimentais de controle de força, impedância e posição foram obtidos com sucesso, através de uma interface de acionamento e controle entre o atuador, os sensores (encoders e sensores de força) e o computador. Também foi construída uma órtese tornozelo-pé ativa acionada pelo atuador elástico em série construído, sendo apresentados os primeiros resultados experimentais obtidos com este dispositivo.
Título em inglês
Elastic actuators in serie applied to the development of exoskeleton's ankle joint
Palavras-chave em inglês
Exoskeleton
Impedance control
Rehabilitation
Series elastic actuators
Resumo em inglês
This dissertation deals with the design and construction of series elastic actuators for driving the joints of an exoskeleton for lower limbs, based on a commercial orthosis. Initially, it was considered the construction of the exoskeleton's ankle joint, that is, the construction of an active ankle-foot orthosis. Series elastic actuators are considered in this work since these devices have ideal characteristics for use in active orthoses: force control, impedance control (possibility of low impedance), impact absorption, low friction and bandwidth that approximates the muscle movement. A first prototype of the series elastic actuator was constructed and experimental results of force, impedance, and position control were successfully obtained trough of a control interface between the actuators, the sensors (encoders and force sensors) and the computer. Also, an active ankle-foot orthosis, driven by the series elastic actuator, was constructed and the first experimental results achieved with this device are presented.
 
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dissertacaoBruno.pdf (5.31 Mbytes)
Data de Publicação
2011-01-18
 
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