Robotic Exoskeleton Hand with Pneumatic Actuators

117 Pages·2017·3.45 MB·Portuguese

Hugo Miguel Mantas Costa Pinto

Licenciatura em Engenharia Eletrotécnica e de computadores

[Nome completo do autor]
[ Habilitações Académicas]

[Nome completo do autor]

[ Habilitações Académicas]

Robotic Exoskeleton Hand with Pneumatic Actuators
[Nome completo do autor]

[ Habi litações Académicas]

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
[ Título da Tese]

[Nome completo do autor]

[Habilitações Académicas]

Orientador: Doutor José Barata de Oliveira, Professor Auxiliar, FCT-UNL
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

[Engenharia Info rm ática]

[Nome completo do autor]

[Habilitações Académicas]

Júri:

[Nome completo do autor]

Presidente: Prof. Maria Helena Silva Fino
[Habilitações Académicas]

Arguentes: Prof. João Almeida das Rosas

Vogais: Prof. José António Barata de Olivei-

[Nome completo do autor]
ra
[Habilitações Académicas]

Outubro, 2016

Robotic Exoskeleton Hand with Pneumatic Actuators
Copyright © Hugo Miguel Mantas Costa Pinto, Faculdade de Ciências e Tecno-
logia, Universidade Nova de Lisboa.
A Faculdade de Ciências e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa têm o
direito, perpétuo e sem limites geográficos, de arquivar e publicar esta disserta-
ção através de exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digi-
tal, ou por qualquer outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a
divulgar através de repositórios científicos e de admitir a sua cópia e distribui-
ção com objetivos educacionais ou de investigação, não comerciais, desde que
seja dado crédito ao autor e editor.

“The first step is to establish that something
is possible; then probability will occur.”
Elon Musk
v

Acknowledgements

I would first like to thank my thesis advisor Doctor Jose Barata of the Fac-
ulty Science and Technology at Nova Lisbon University. The door to Prof. Bara-
ta office was always open whenever I ran into a trouble spot or had a question
about my research or writing. He consistently allowed this paper to be my own
work, but steered me in the right the direction whenever he thought I needed it.

I would also like to thank the experts at RICS who were involved in the
validation survey for this research project: Francisco Marques – PhD Student,
Ricardo Mendonça – PhD Student, André Lourenço – PhD Student, Eduardo
Pinto – PhD, Carlos Simões – PhD, Lino Quaresma – EngTech. Without their
passionate participation and input, the development of this device could not
have been successfully conducted.

Finally, I must express my very profound gratitude to my family and
friends for providing me with unfailing support and continuous encourage-
ment throughout my years of study and through the process of researching and
writing this thesis. This accomplishment would not have been possible without
them. Thank you.

iii

Resumo
Com o moderno desenvolvimento de dispositivos inteligentes moveis e
com a miniaturização da tecnologia, a sociedade tem sido dotada de assistência
computacional para quase todas as atividades diárias, mas os aspetos físicos são
frequentemente esquecidos. Já é possível construir robôs que processam infor-
mação através de redes neuronais, que exprimem e identificam expressões
emocionais e que substituem o trabalho manual nas fábricas, aproximando-se
cada vez mais das capacidades associadas ao ser humano. Apesar de estes sis-
temas serem mantidos próximos continuam separados do ser humano, substi-
tuindo-o ou executando outros serviços de suporte não sendo geralmente ado-
tada a vertente de apoio simbiótico físico e direto do utilizador.
Nesta dissertação será descrita uma mão exosqueleto robótica que permite
interação bidirecional homem-máquina tornando possível a assistência eletro-
mecânica em diversos tipos de atividades físicas. Este sistema é desenhado de
modo a imitar as funcionalidades e estrutura biomecânica da mão humana, in-
cluindo mecanismos sensoriais e de controlo.
Para validação do conceito apresentado foi construído um protótipo par-
cial utilizando componentes facilmente adquiridos no mercado.
Palavras-chave: exosqueleto, prótese, mão robótica.
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