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.