Talher servo assistido para pessoas com dificuldades motoras

Abstract

Um corpo esférico rolando sobre uma superfície côncava sempre busca o centro desta mesma superfície, resultando, ao final, na estabilidade da sua posição. Modificando-se a superfície por um plano convexo, a estabilidade da esfera modifica-se também e o sistema passa a ser inerentemente instável. O desafio que se propõe é o de promover um sistema de controle que permita à esfera em questão, se encontrar estável em qualquer superfície. O exemplo da esfera pode também ser aplicado a outros conjuntos, como um foguete, uma bicicleta ou um robô bípede, todos naturalmente instáveis. Neste estudo de caso, propõe-se a construção de um talher que permaneça constantemente na posição horizontal estabilizando os tremores de uma pessoa com mal de Parkinson. Isso permitirá autonomia a essa pessoa para poder alimentar-se sem auxílio de terceiros. Promove-se este controle por meio da ação dos motores elétricos que modificam o sentido e velocidade de rotação. Para que os objetivos sejam atingidos é essencial modelar este sistema mecanicamente, gerando uma base física fundamental, que envolve conceitos como: momento de inércia, torque, momento angular e precessão. Devido a esses elementos fizeram-se as pesquisas para a estabilização do talher, buscando os sensores e os programas que mais se adaptam ao processo a ser realizado. O mercado de sensores eletrônicos disponibiliza um componente que fornece sinais de posição e aceleração em 3 eixos coordenados muito utilizado em sistemas de posicionamento, recebendo o nome de giroscópio e acelerômetro. Com a associação de motores elétricos, sensores e dispositivo mecânico de posicionamento, fez-se uma colher que permanece estável sob comando de deficientes motores até determinado grau de liberdade resultando em autonomia ao usuário, a proposta desse estudo de caso.ABSTRACT A spherical body rolling on a concave surface always searches the center of the same surface, resulting in the end, in the stability of its position. Modifying the surface by a convex plane, the stability of the sphere also changes, and the system becomes inherently unstable. The challenge proposed is to promote a control system that allows the sphere in question whether it is stable on any surface. The rule example can also be applied to other sets, such as a rocket, a bike, or a robot, all of which are naturally unstable. In this case, it is proposed the construction a cutlery remains constantly in the horizontal position stabilizing the tremors of a person with Parkinson's disease. This is allowing the people to be autonomous, so they can feed themselves without any help from other people. The control is promoted by the action of the electric engine, which modifies the sense and speed of rotation. In order to achieve the objectives, it is essential to standardize this system mechanically, generating a fundamental physical base, which involves concepts such as: moment of inertia, torque, angular momentum and precession. Due to these elements the research was done to stabilize the cutlery, it is looking for the sensors and the programs that best suit the process to be performed. The market for electronic sensors provides a component giving position and acceleration signals in 3 coordinate axes widely used in positioning systems, calling gyroscope and accelerometer. With the association with electric engine, sensors and mechanical positioning devices, a spoon was remained stable under the command of disabled person until the finished degree of freedom resulting in autonomy to the user that is the proposal of this case study.