Estudo e desenvolvimento de exoesqueleto robótico com controle de equilíbrio

Abstract

Os exoesqueletos são dispositivos eletromecânicos para auxiliar pessoas com deficiência motora. Sua contribuição é dada pela capacidade de movimentar os membros paralisados, podendo ser empregado na reabilitação ou na assistência. Geralmente, esses dispositivos são para membros inferiores e, na maioria das vezes, é necessário que o usuário tenha condições de se equilibrar usando muletas ou algum outro equipamento de suporte. Existe um outro tipo de exoesqueleto que faz o equilíbrio ativo, não sendo necessário o esforço do usuário. O objetivo deste trabalho é estudar e desenvolver um projeto de sistema autônomo de controle de equilíbrio para exoesqueletos de membros inferiores, eliminando a dependência de equipamentos de suporte externos. Este projeto abrange o estudo, modelagem e implementação de um sistema de equilíbrio para exoesqueletos, desenvolvido por meio de um protótipo em escala reduzida para testes experimentais e validação do sistema de controle. A abordagem adotada segue duas frentes principais: a primeira foca na geração de uma trajetória de caminhada estável e ergonomicamente otimizada, enquanto a segunda busca estabilizar o sistema por meio do posicionamento preciso do pé do exoesqueleto, considerando o conceito de Zero Moment Point (ZMP). Os experimentos foram conduzidos tanto em um modelo digital do sistema quanto no protótipo físico, garantindo uma avaliação abrangente do desempenho da solução proposta.