artigo Científi
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Metodologia de edição de ângulo de pronação a partir da acelero etria: co paração entre acelerô etro industrial e giroscópio F Q H
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1 - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) 2 - Instituto Brasileiro de Tecnologia do Couro, Calçado e Artefatos IBTeC/Laboratório de Biomecânica esumo O movimento de pronação, de um modo geral, é medido somente em 2D, deixando de lado o aspecto da rotação da tíbia. Os sistemas que medem a pronação em 3D são baseados em imagens, e constituem um sistema caro e demorado de medida. O principal objetivo deste trabalho foi descrever uma nova metodologia para medição de ângulo de pronação, tanto no plano sagital 2D quanto a rotação da tíbia, separadamente. Para tal, foi escolhido um sensor do tipo giroscópio 3D da Microstrain. Entretanto, esse tipo de sensor tem uma taxa máxima de aquisição de 100Hz. Como esse sensor, além de ângulos, mede também aceleração, foi comparado a um acelerômetro de uso industrial (mas que não mede ângulos), para verificar se a taxa de amostragem é um parâmetro limitante de seu uso. O acelerômetro utilizado é da marca B&K e tem taxa de aquisição de dados de 10kHz. Os dois sensores foram colocados em série na parte medial da tíbia, de modo que as
alavras-chave:
vibrações que passam pelos sensores são praticamente as mesmas. O giroscópio envia sinais via wi-fi e o acelerômetro estava conectado por cabos a um condicionador de sinais, acoplado a um computador com conversor A/D de 12 bits, fundo de escala ±4,096V. O software escolhido para o acelerômetro foi o SAD32 2.0 desenvolvido na UFRGS e para o giroscópio o próprio software (Inertia, da Microstrain) que acompanha o sensor. Um indivíduo do sexo feminino caminhou em esteira a uma velocidade de 4 km/h com os sensores adaptados à tíbia, inicialmente descalço e posteriormente usando vários tipos de chinelos. Os resultados mostraram que, devido à baixa taxa de amostragem, o giroscópio corta uma pequena parte do pico de aceleração no momento do impacto (transientes muito rápidos), mas que os ângulos, por não possuírem transientes rápidos, possuem incerteza compatível para ensaios de conforto.
índice de amortecimento, conforto, biomecânica, calçado, distribuição de pressão plantar, salto alto
bstract The main objective of this work was to describe a new methodology for the measurement of pronation angle/rotation of the tybia. Usually, pronation is measured by a 3D cinemetry system, which is very expensive and spend a considerable time. A new methodology used employs a 3D gyroscope. Since gyroscopes used for biomechanical applications have low sampling rates (in our case, 100Hz), it was used together an industrial accelerometer with sampling rate up to 10kHz. These two sensors were positioned at the medial part of the tybia; in such way, that vibrations crossing both sensors are practically the same. The gyroscope used sends signal by a wi-fi systems and the accelerometer uses cables connected to a signal conditioner coupled to a microcomputer with
an A/D converter (12 bits, 38kHz of maximum sampling rate, 4.096 V full scale). The software used for acquiring signals from the accelerometer was SAD 3.2, developed at UFRGS University. For the gyroscope it was used the software Inertia, from Microstrain. An individual (female, 35 years old, 66kg) walked at 4.0 km/h at a treadmill, with both sensors, initially barefoot ant lately with various types of flip-flops. Results showed that, regarding to the low sampling rate of the gyroscope, there is a small “filtering” of peaks and small events in the experimental data when the model is walking barefoot. Regarding the fact that the peaks of acceleration (fast transients) are measured with smaller values, the angle values are considered acceptable for a comfort norm.
Keywords: absorption index, comfort, biomechanics, footwear, plantar pressure distribution, high heel shoes
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