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Please use this identifier to cite or link to this item: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4208
Tipo do documento: Dissertação
Title: Controle de movimento com músculo pneumático através de sinais eletromiográficos de superfície
Other Titles: Motion control with pneumatic muscle through electromyographic surface signal
Autor: Viapiana, Marciel 
Primeiro orientador: Kunz, Guilherme de Oliveira
Primeiro membro da banca: Battistella, Sandro
Segundo membro da banca: Pìnheiro, Breno Carneiro
Resumo: Este trabalho propõe a utilização de músculo pneumático, cujas características de forma e comportamento se assemelham ao músculo humano, para o controle contínuo de posicionamento de um manipulador de bancada, sendo este controlado pela intensidade do esforço muscular do usuário, lido por sensores eletromiográficos de superfície. A associação dos sinais eletromiográficos ao músculo pneumático visa tornar o movimento gerado artificialmente o mais próximo possível ao natural, facilitando a adaptação do usuário ao uso desta tecnologia assistiva. Para a realização dos testes com a bancada construída, um modelo geométrico para o manipulador foi definido, de forma a atender as características do atuador do tipo músculo pneumático e ser representativo em relação ao curso angular. Baseado na geometria definida, uma bancada foi confeccionada, a qual conta com uma haste de alumínio que representa o antebraço, e um atuador do tipo músculo pneumático, que representa a ação do músculo necessário para o movimento. Afim de controlar a posição do manipulador através da ação do músculo pneumático, torna-se necessário o controle da pressão de alimentação deste, atividade realizada por uma válvula reguladora de pressão manual, sob a qual realizou-se automatização, de forma que o controle pudesse ser realizado eletricamente. Para o controle da válvula automatizada, um controlador do tipo PID foi sintonizado. Com intuito de avaliar as características da bancada, realizou-se teste de posicionamento do manipulador, que permitiram observar e quantificar seu adequado funcionamento. Por fim inseriu-se no algoritmo de controle o sinal eletromiográfico como referência para o posicionamento, que permite ao usuário controlar através da intensidade do esforço do músculo bíceps, a pressão com a qual o atuador será alimentado, e consequentemente a posição angular assumida pelo manipulador na bancada. Estes testes permitiram avaliar a qualidade com a qual se consegue controlar a posição do manipulador, com uso dos sinais eletromiográficos de superfície, tendo como resultado uma variação angular inferior a 10° em torno da posição desejada, sendo a principal origem desta variação as características construtivas da bancada desenvolvida.
Abstract: This work proposes the use of pneumatic muscle, whose shape and behavior characteristics resemble the human muscle, for the continuous control of the positioning of a bench manipulator, being controlled by the intensity of the muscular effort of the user, read by surface electromyographic sensors. The association of the electromyographic signals with the pneumatic muscle aims to make the movement artificially generated as close as possible to the natural one, facilitating the user's adaptation to the use of this assistive technology. For the tests with the built bench, a geometric model for the manipulator was defined to meet the characteristics of the pneumatic muscle type actuator and to be representative in relation to the angular stroke. Based on the defined geometry, a bench was built, which has an aluminum rod representing the forearm, and a pneumatic muscle type actuator, which represents the action of the muscle needed for movement. To control the position of the manipulator through the action of the pneumatic muscle, it is necessary to control the feeding pressure of this, which is done by a manual pressure regulating valve, which has been automated, so that the control can be done electrically. For control of the automated valve, a PID controller has been tuned. In order to evaluate the characteristics of the workbench, a manipulator positioning test was performed, which allowed the observation and quantification of its proper functioning. Finally, the electromyographic signal was inserted into the control algorithm as a reference for positioning, which allows the user to control the pressure with which the actuator will be fed through the biceps muscle effort and consequently the angular position assumed by the manipulator on the bench. These tests allowed to evaluate the quality with which one can control the position of the manipulator, using surface electromyographic signals, resulting in an angular variation of less than 10 degrees around the desired position, the main origin of this variation being the characteristics of the developed bench.
Keywords: EMG
Músculo pneumático
Controlador PID
Automatização de válvula
EMG
Pneumatic muscle
PID controller
Valve automation
CNPq areas: ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Engenharias e Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação
Campun: Foz do Iguaçu
Citation: VIAPIANA, Marciel. Controle de movimento com músculo pneumático através de sinais eletromiográficos de superfície. 2018. 66 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Foz do Iguaçu, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.unioeste.br/handle/tede/4208
Issue Date: 24-Sep-2018
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Elétrica e Computação (FOZ)

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