Modelagem matemática de uma bancada robotizada para reabilitação física com acionamento pneumático e controle de força

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a pesquisa e o desenvolvimento da modelagem matemática de equipamento robótico inovador acionado por atuador pneumático, para auxiliar na reabilitação física de pacientes que possuem alguma deficiência física com perda parcial ou completa da função de mobilidade dos membros inferiores, visando auxiliar a elevação repetitiva dos membros inferiores. A metodologia está baseada no desenvolvimento do modelo matemático de mecanismo robótico, de base estacionária, acionada por atuadores pneumáticos, aplicado na recuperação de membros inferiores de pacientes. Utiliza-se atuador pneumático para a operação, controle de força e segurança. Esta pesquisa contempla estudo teórico e experimental do controle de força em atuadores pneumáticos e resultados simulados e experimentais realizados na bancada experimental de controle de força. A modelagem matemática da dinâmica do atuador pneumático foi desenvolvida identificando as características não lineares e a implementação computacional do modelo descrito permitiu a construção de uma bancada experimental para controle de força e de reabilitação de membros inferiores. No modelo proposto são discutidos e apresentadas simulações dos testes experimentais para o mecanismo robótico. Os resultados permitem a realização de movimentos angulares dos membros inferiores sendo uma ferramenta para auxiliar os procedimentos convencionais de fisioterapia em uso.